reversible vs. irreversible Arbeit für adiabatische Prozesse

Ich habe ein Gas, das adiabatisch zwischen A ( P 1 , v 1 ) und B ( P 2 , v 2 ) Wo P 1 > P 2 Und v 2 > v 1 . Die Frage ist, die am Gas geleistete Netzarbeit zu bestimmen, wenn das Gas zunächst reversibel von A nach B expandiert wird ( w = D E = C v ( T 2 T 1 ) ) und dann irreversibel von B nach A komprimiert ( w = P e X T ( v 1 v 2 ) ) bei einem durch A definierten konstanten externen Druck. In diesem Szenario sollte das Netz positiv sein, wenn man sich einfach die Bereiche unter den Diagrammen ansieht.

Ich versuche das damit in Einklang zu bringen D E für das Benzin. Für den Hin- und Rückübergang (A nach B nach A) D E = 0 . Und wenn wir jeden Schritt als adiabat betrachten, dann D E = w für jeden Schritt, aber wie ich oben beschrieben habe, würden Sie am Ende zwei verschiedene Werte für haben D E für jeden Schritt, also D E nicht gleich Null. Irgendwo ist meine Logik fehlerhaft. Wenn ich irreversibel komprimiere, wäre der Übergang immer noch adiabat? Alternativ ist das ursprüngliche Szenario fehlerhaft: Kann ich einen irreversiblen adiabatischen Übergang haben?

Antworten (1)

Bei der irreversiblen adiabatischen Expansion ist die Volumenänderung größer als bei der reversiblen adiabatischen Expansion (bei gleichem Druckendwert und gleichen Anfangsbedingungen). Daher ist die Annahme, durch einen irreversiblen adiabatischen Prozess von B nach A zurückzukehren, falsch.

Diese Volumenänderung kann durch dieses einfache Beispiel verstanden werden: Angenommen, Sie haben Gas in einem adiabatischen Behälter mit einem Kolben darüber, wo eine große Anzahl von Blöcken aufbewahrt wird. Dann entfernen Sie für einen reversiblen adiabatischen Prozess eine Blockierung und warten, bis das System ein Gleichgewicht erreicht hat, damit das Gas in der Nähe genügend Zeit hat, den Energieverlust aus der vorherigen Kollision mit dem Kolben auszugleichen. Während Sie bei einer irreversiblen adiabatischen Expansion viele Blöcke sofort entfernen, um den Druck zu verringern, hat das Gas in der Nähe des Kolbens nicht genug Zeit, um Energie zurückzugewinnen, und kollidiert daher nicht effizient und leistet daher im Vergleich dazu weniger Arbeit reversible adiabatische Expansion. Das impliziert eine größere Volumenänderung bei gleicher Druckänderung bei irreversibler adiabatischer Expansion im Vergleich zu reversibler adiabatischer Expansion.

Sie können sogar versuchen, es zu verstehen, indem Sie eine Gleichung für die geleistete Arbeit schreiben.