Postupak plina pod izobarskim, izotermalnim i adijabatskim procesima

U srcu gotovo bilo koje toplinskestroj je termodinamički fenomen, kao što je rad plina tijekom ekspanzije ili kompresije. Ovdje je vrijedno zapamtiti da se u fizici rad shvaća kao kvantitativna mjera koja karakterizira djelovanje određene sile na tijelu. U skladu s tim, rad plina, nužan uvjet za ispunjenje koji je promjena u volumenu, nije ništa drugo nego proizvod pritiska na tu promjenu volumena.

Rad plina može, ako se njezin volumen mijenja,I izobarična i izotermalna. Osim toga, stvarni proces ekspanzije može biti proizvoljne prirode. Rad plina, koji se odvija pod ekspanzijom izobara, može se pronaći sljedećom formulom:

A = pΔV,

u kojoj je p kvantitativna karakteristika tlaka plina, a ΔV je razlika između početnog i konačnog volumena.

Proces proizvoljnog ekspanzije plina u fiziciobično se predstavljaju kao slijed pojedinačnih izobarskih i izohoričkih procesa. Potonje karakterizira činjenica da je rad plina, kao i kvantitativni pokazatelji, nula, jer se klip ne kreće u cilindru. Pod takvim uvjetima, ispada da će rad plina u proizvoljnom postupku promijeniti izravno u odnosu na povećanje volumena posude u kojoj se klip kreće.

Usporedimo li posao plina naekspanzija i kontrakcija, može se primijetiti da se, kada se širi, smjer pomaka displazije klipa podudara s vektorom tlaka samog plina, pa je u skalarnom računu rad plina pozitivan, a vanjska sila negativna. Kada se plin komprimira s općim smjenama pomaka cilindra, vektor vanjskih sila košta, pa je njihov rad pozitivan, a rad plina negativan.

Razmatranje pojma "rad na plin"bit će nepotpuna ako ne utječemo i na adijabatske procese. Taj se fenomen u termodinamici shvaća kao proces u kojem nema izmjene topline s vanjskim tijelima.

To je moguće, primjerice, u slučaju kada je plovilos radnim klipom ima dobru toplinsku izolaciju. Osim toga, postupci kompresije ili ekspanzije plina mogu se izjednačiti s adijabatikom ako je vrijeme promjene volumena plina znatno manje od vremenskog intervala tijekom kojeg dolazi do termalne ravnoteže između okolnih tijela i plina.

Najčešći u svakodnevnom životuAdijabatski proces može se smatrati radom klipova u motoru s unutarnjim sagorijevanjem. Bit ovog procesa je kako slijedi: kao što je poznato iz prvog zakona termodinamike, promjena unutarnje energije plina bit će kvantitativno jednaka djelovanju sila usmjerenih izvana. Ovaj rad u njegovom smjeru je pozitivan, pa će se unutarnja energija plina povećati, a njegova temperatura će porasti. U takvim inicijalnim uvjetima jasno je da će pod adijabatskim ekspanzijom, plin djelovati smanjenjem svoje unutarnje energije, odnosno, temperatura u tom procesu će se smanjiti.