Isobaric, isothermal और adiabatic प्रक्रियाओं के तहत गैस ऑपरेशन

लगभग किसी भी थर्मल मशीन के ऑपरेशन के केंद्र में एक थर्मोडायनेमिक घटना है, जैसे कि विस्तार या संपीड़न के दौरान गैस द्वारा किया गया कार्य। यहां यह याद रखने योग्य है कि भौतिकी में, एक मात्रात्मक उपाय को कार्य के रूप में परिभाषित किया जाता है, शरीर पर किसी निश्चित बल की कार्रवाई को चिह्नित करता है। इसके अनुसार, गैस का काम, इसकी पूर्ति के लिए एक आवश्यक शर्त इसकी मात्रा में परिवर्तन है, मात्रा में इस परिवर्तन पर दबाव के उत्पाद के अलावा और कुछ नहीं है।

इसके वॉल्यूम में बदलाव के साथ गैस का काम, आइसोबारीिक और इसायोथर्मल दोनों हो सकता है इसके अलावा, वास्तविक विस्तार प्रक्रिया एक मनमानी प्रकृति का हो सकती है। गैस का काम, जो आइसोबार विस्तार के तहत होता है, निम्न सूत्र द्वारा पाया जा सकता है:

ए = पीवीवी,

किस पी में गैस के दबाव की मात्रात्मक विशेषता है, और ΔV प्रारंभिक और अंतिम संस्करणों के बीच अंतर है

भौतिक विज्ञान में मनमानी गैस विस्तार की प्रक्रिया को आमतौर पर व्यक्तिगत isobaric और isochoric प्रक्रियाओं के अनुक्रम के रूप में दर्शाया जाता है। उत्तरार्द्ध को यह तथ्य बताया जाता है कि गैस का काम, इसकी मात्रात्मक संकेतक की तरह, शून्य है, क्योंकि पिस्टन सिलेंडर में नहीं चलता है। ऐसी परिस्थितियों में, यह पता चला है कि एक मनमाना प्रक्रिया में गैस के संचालन को उस पोत की मात्रा में वृद्धि के प्रत्यक्ष अनुपात में बदल जाएगा, जिसमें पिस्टन चलता है।

यदि हम विस्तार और संपीड़न के दौरान गैस द्वारा किए गए काम की तुलना करते हैं, तो यह ध्यान दिया जा सकता है कि पिस्टन के विस्थापन सदिश की दिशा में विस्तार करने पर इस गैस के दबाव बल के वेक्टर के साथ मेल खाता है, इसलिए स्केलर कैलकुस में गैस का काम सकारात्मक है, और बाहरी बल नकारात्मक है। जब गैस को सिलेंडर के विस्थापन के सामान्य दिशा से संकुचित किया जाता है, तो बाहरी बलों का वेक्टर मेल खाता है, और इसलिए उनका काम सकारात्मक है, और गैस का काम नकारात्मक है।

"गैस द्वारा किए गए काम" की अवधारणा पर विचार अधूरा होगा, अगर एडियाबेटिक प्रक्रियाओं को भी प्रभावित नहीं करेगा। थर्मोडायनामिक्स में इस घटना को एक प्रक्रिया के रूप में समझा जाता है जहां बाहरी निकायों के साथ कोई गर्मी नहीं होता है। यह संभव है, उदाहरण के लिए, जब काम पिस्टन के साथ पोत अच्छा थर्मल इन्सुलेशन प्रदान किया जाता है। इसके अलावा, गैस के संपीड़न या विस्तार की प्रक्रिया को समानार्थक माना जा सकता है अगर गैस की मात्रा में परिवर्तन का समय समय के अंतराल से बहुत कम होता है जिसके दौरान आसपास के निकायों और गैस के बीच थर्मल संतुलन होता है।

रोजमर्रा की ज़िंदगी में सबसे अधिक बार-बार किया जाने वाला एडीएबाटिक प्रक्रिया एक आंतरिक दहन इंजन में एक पिस्टन का काम माना जा सकता है। इस प्रक्रिया का सार निम्नानुसार है: जैसा कि ऊष्मप्रवैगिकी के पहले कानून से जाना जाता है, गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन मात्रात्मक शब्दों में होगा जो बाहर के निर्देशित बलों के काम के बराबर होंगे। इसकी दिशा में यह काम सकारात्मक है, और इसलिए गैस की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि होगी और इसका तापमान बढ़ेगा। ऐसी प्रारंभिक परिस्थितियों में, यह स्पष्ट है कि ऐडीबाटिक विस्तार के तहत, गैस क्रमशः अपनी आंतरिक ऊर्जा को कम करके काम करेगी, इस प्रक्रिया के भीतर का तापमान कम हो जाएगा।