仕事はガスに対して、またはガスによって行われ、その結果、ガスの体積が減少または増加します。ガスの圧力は、ガスの張力を拡張し、ガスの物理的状態を変化させます。これは、ガスの量子の温度と体積が変化することを意味します。気体の張力が P1 から P2 に上昇すると仮定すると、この相互作用の圧力は P1/P2 として表されます。気体の実際の状態は、等温、断熱、または規則的なポリトロープであるかどうかに関係なく、交換に応じて変化します。
ガスの圧縮で行われる作業の例:
シリンダー内のピストンの動き。
消火器
ドライヤー
ガスの圧縮に関する作業
気体は、一定の外圧に対して膨張または圧縮することができます。気体の充填は、同様に等温サイクルとして知られています。気体の圧縮中に行われる仕事は、一般にひずみ体積または PV としても知られています。ここで、P は圧力、V は体積です。
ボンベにガスが入っているとします。 2 つのシリンダーは、ガスの発生を制御するためにシリンダーの内外にガス アクセスを与えることができます。ガスが加熱されるように、ガス原子にエネルギーが加えられます。通常の K.E. の増加に気付くことができます。ガスの温度が上昇するにつれて、粒子の推定による。ガス粒子がより速く移動するにつれて、それらはより頻繁に円柱に衝突します。これらの動的に連続するクラッシュは、シリンダーにエネルギーを供給し、シリンダーを外圧に押し付けて、ガスの全体的な体積を拡大します。このモデルでは、ガスは円柱と宇宙の残りの部分を含む環境要素で削られます。
一定の外部張力に対して、ガスまたはガス上でどれだけの仕事が行われたかを計算するために、過去の状態からのわずかな逸脱を利用します。ここで、P outside は外圧 (フレームワーク内のガスの歪み)。 ΔV はガスの体積の変化であり、ガスの絶対 (初期) 体積と最終体積から決定できます。
ΔV =Vfinal − Vinitial
エネルギーの単位はジュールです。 L-atmは仕事の単位です。
の変換変数を使用して、L-atm をジュールに変換できます。1 L-atm =101.325J
気体を圧縮する作業は、3 つのプロセスで表示できます
断熱圧縮
等温圧縮
ポリトロープ圧縮
断熱圧縮:
冷却のないガス送風機の場合、力の増加に伴いガス温度が上昇します。状況が気温上昇をもたらす
T2T1 =P2P1(1-1)
ここで、付録 1 と 2 は、それぞれガスの初期条件と最終条件を示しています。 γ (ガンマ) は、気体の一定体積の比熱に対する一定圧力での比熱 (Cp/Cv) です。 （比熱とは熱容量のことです。）
これにより、ガスのガルフ体積流量 (V) によって増加したときに圧力ヘッドが作成され、最適な断熱ブロワーを駆動するために必要なシャフト出力が得られます。このような状況では、R は「気体定数」です。
可逆断熱過程:可逆断熱サイクルも同様に等エントロピー過程と呼ばれます。これは、断熱的な熱力学的相互作用です。フレームワークの作業はスムーズです。熱さの交換はなく、サイクルは可逆的です。
等温圧縮:ブロワーに充填されたガスが冷却剤のジャケット流で冷却される場合、相互作用は等温サイクルです。この状況のために行われた作業と、その後、この種の冷却ブロワーを稼働させるために必要な電力は、仮想的に考えられる最も少ないカットオフです。次の条件により、このベースに P1 から P2 にガスを充填する信頼できる能力が与えられます
PIsothermal=P1VlnP2P1
ここで、付録 1 と 2 はガスの入口と出口の条件に関するものです。最後に、V はガスの体積チャネル進行です。
ポリトロープ圧縮:断熱 (一貫したエントロピー) および等温 (定常温度) プロセスは途方もなく仮説的です。自然な圧力プロセスはポリトロープであり、通常は状況とともに描写されます。
PVn=const.
n がこのサイクルによってサポートされると、断熱になることに注意してください。ポリトロープ プロセスの場合、このような送風機を実行するために必要な圧力は、同じ容量で最適な摩擦のない断熱送風機に必要な圧力よりも大きくなります。断熱ガス圧の状況に置き換えることで、ポリトロープ ガス圧に必要な熱と電力を得ることができます。
HPolytropic=nRTn-1P2P11-1n-1
PAdiabatic=nVRT1n-1P2P11-1n-1
これらの状況では、R は、特定のガスの亜原子負荷によって「一般的なガス定常」を分割することによって得られる「ガス定数」です。 V は、ガスのガルフ体積進行です。
断熱プロセスの例
断熱相互作用の実例は、保護されたチャンバー内の機能するシリンダーです。断熱サイクルでは、エネルギーは熱さは別として仕事を通して移動します。
もう1つの断熱プロセスの例は、エアモーターです。高温気候は、油を運ぶ行政の容器を取り囲んでいます。シリンダーへの貢献がオイルの特性のハイライトを変え、そのグリスアップ行為を邪魔するので、それを断熱にする努力です。さらに、エアモーターでは、ステーターのウォーム コースが送風機で発生します。これは、ローターが大きいため、ローターの友好的なコースよりも高速です。これは、稼働中のモーター全体で変化し続ける固定子と回転子の間の穴を意味する余裕制御の問題を表しています。
もう 1 つの断熱プロセスの例は、自転車のタイヤが手動のサイフォンでサイフォンを鳴らすことです。空気の圧力は速く、断熱として知覚できます。さらに、サイフォン内の雰囲気が暖かくなり、サイフォンの下部に接触することで感じることができます。これは、同様に、保護がないため熱気から逃れている兆候です.
