عملية أدياباتيك

ومن المعروف أن أبسط ظاهرة، ومن ثم ربما تكون أكثر شيوعا في الطبيعة، والتي تظهر تبادل الطاقة، هو تسخين الهيئات خلال الاحتكاك. هذه العمليات تحيط بنا في كل مكان تقريبا. والتبادل الحراري موجود أثناء التغيرات الميكانيكية والكيميائية والكهربائية والبيولوجية وغيرها من التغيرات الديناميكية. التبادل الحراري يلعب دورا كبيرا في وجود الحياة العضوية. بالفعل تنوعها من مظاهر منطقيا يتبع الاستنتاج أن هذه الظواهر يمكن أن تكون مفيدة وضارة على حد سواء، اعتمادا على المهمة التي قرر الباحث أو المخترع. وهذا هو، في بعض الحالات هو مطلوب للتخلص من نقل الحرارة من أجل خلق الظروف اللازمة لتشغيل بعض الجهاز أو الجهاز أو وحدة.

يحل هذه المشاكل عملية أدياباتيك، وهو نوع من العملية الحرارية، التي لا يوجد تبادل الطاقة الحرارية للنظام المعني مع البيئة الخارجية. اسم هذه الظاهرة نفسها في الترجمة من اللغة اليونانية يتحدث عن طبيعته - أدياباتيك أو، كما يطلق عليه، وسائل أدياباتيك "لا يمكن".

حتى العلماء القدامى كانوا مهتمين بهذه الظواهر، ولكن دراسة علمية حقا من طبيعتهم يعود الى القرن ال 17، عندما تم صياغة أول البيانات النظرية على أساس العمل التجريبي. ومن بين أول العلماء الذين درسوا عملية الأدياباتيك، ينبغي أن يسمى غريك، روبرت بويل، إدمي ماريوت. وأصبح الأخيران أول نظريين في هذا المجال، بعد صياغة قانون بويل ماريوت المعروف. تم تنفيذ أول عمل تجريبي في هذا المجال على الغازات، لذلك جزء كبير من الانتظامات التي تميز عملية الأدياباتيك تشير تحديدا إلى هذا الوسط المادي. في وقت لاحق، تم توسيع نطاق البحوث بشكل ملحوظ، وحتى الآن، ودراسة الظواهر الأيدياباتية في مجموعة متنوعة من البيئات، بما في ذلك على مستوى تكنولوجيا النانو.

العملية الأدياباتية التي نظرنا فيها لها الطبيعة والآلية التالية من مظاهرها. إذا كانت الظواهر الحرارية المعتادة تتميز بوجود التبادل الحراري، الذي يتم الحصول عليه نتيجة تفاعلات ديناميكية مختلفة مع الفضاء المحيط، في هذه الحالة لا يحدث مثل هذا التبادل.

هناك طريقة لتعكس رياضيا عملية أدياباتيك، صيغة، والتي في هذه الحالة سوف تختلف اعتمادا على مجموعة متنوعة من العملية نفسها.

الصيغة العامة التي تعكس هذه الظاهرة هي: A = -VU، حيث A هو العمل المنجز من قبل النظام البدني معين، فو هو حجم التغيير في طاقتها الداخلية.

هناك عدة أنواع من العمليات الأدياباتية:

- أدياباتيك-إيزوكوريك يتم تنفيذ مع عمل واحد، ونتيجة لذلك فقط حجم الخليط (V) لا يزال ثابتا من المؤشرات الحرارية. العمل (A)، كما يمكن أن يرى من الصيغة، في هذه الحالة سيكون صفرا.

- الأياباتيك-إسوباريك يتميز بضغط خليط غاز الاختبار، أي أن حجمه ينخفض، وتصبح قيمة العمل سلبية؛

- متساوي الحرارة متساوي الأضلاع له خصائص عكسية فيما يتعلق بالسابقة السابقة ويتميز بزيادة في الحجم (أي توسع الجسم)، في حين تصبح قيمة العمل إيجابية.

يمكن للمرء أن يعطي أمثلة على العمليات الأدياباتية التي تتحقق في جميع أنواع الظواهر الطبيعية، وكذلك في الآليات والأجهزة التي أنشأها الإنسان. وهكذا، يلاحظ وجودها في انتشار الصوت في الغاز. والجو نفسه من الأرض هو ماكروبرويسيس الأدياباتيك، والتي يتم خلالها تنفيذ عمل معين على الغازات التي تشكل ذلك، وزيادة الطاقة المحتملة. وتمتد هذه النظرية الآن إلى أشياء فلكية أخرى.

العمليات قيد النظر موجودة في جميع الآلات والآليات الحرارية بدون استثناء: القاطرات والقاطرات ومحركات الاحتراق الداخلي وغيرها، حيث أنه من الضروري استبعاد نقل الطاقة الحرارية.