Quá trình đoạn nhiệt là gì?

Câu trả lời đúng nhất: Quá trình đoạn nhiệt là quá trình xảy ra mà không có sự trao đổi nhiệt hay vật chất giữa hệ và môi trường ngoài. Trong một quá trình đoạn nhiệt, năng lượng được trao đổi chỉ là công. Quá trình đoạn nhiệt cung cấp một cơ sở khái niệm khắt khe cho lý thuyết được sử dụng để giải thích định luật 1 của nhiệt động lực học, và do đó nó là một khái niệm quan trọng trong nhiệt động lực học.

Bài viết dưới đây sẽ giải đáp mọi thắc mắc cho bạn về quá trình đoạn nhiệt. Hãy cùng theo dõi nhé!

1. Quá trình đoạn nhiệt

Quá trình đoạn nhiệt là quá trình xảy ra mà không có sự trao đổi nhiệt hay vật chất giữa hệ và môi trường ngoài. Điều này có nghĩa là trong môi trường xung quanh của hệ thống, tức là phần vũ trụ đang được nghiên cứu, không có sự thay đổi nhiệt độ nào nên được cảm nhận mà chỉ có tác dụng. Nó là một trong những quá trình cơ bản của nhiệt động lực học. Không giống như các quá trình khác (đẳng tích, đẳng tích và đẳng nhiệt), không có biến vật lý nào của nó không đổi; nghĩa là độ lớn của áp suất, thể tích, nhiệt độ và entropi thay đổi khi quá trình đoạn nhiệt phát triển. Một đặc tính quan trọng khác của các quá trình đoạn nhiệt là chúng thực hiện hoặc tiêu thụ công việc tỷ lệ thuận với sự biến thiên của năng lượng bên trong hệ thống của chúng; trong trường hợp này, các phân tử của nó trong pha khí. Điều này có thể được chứng minh nhờ định luật đầu tiên của nhiệt động lực học.

2. Ứng dụng quá trình đoạn nhiệt

Với một hệ kín, có thể viết định luật một nhiệt động lực học là: ΔU = Q + W, với ΔU là thay đổi nội năng của hệ (Q) là lượng năng lượng thêm vào dưới dạng nhiệt, và W là công tác dụng vào nó bởi môi trường xung quanh.

- Nếu hệ có tường cứng đến mức mà công không thể được truyền ra hoặc vào (W = 0), và tường của hệ không đoạn nhiệt và năng lượng được thêm vào dưới dạng nhiệt (Q > 0), và không có thay đổi pha nào, nhiệt độ của hệ sẽ tăng.

- Nếu hệ có tường cứng đến mức mà công áp suất-thể tích không thể được thực hiện, và tường của hệ đoạn nhiệt (Q = 0), nhưng năng lượng được được thêm vào là công đẳng tích dưới dạng ma sát hoặc sự khuấy của chất lưu nhớt trong hệ (W > 0), và không có thay đổi pha, nhiệt độ của hệ sẽ tăng.

- Nếu tường của hệ đoạn nhiệt (Q = 0), nhưng không cứng (W ≠ 0), cà, trong một quá trình tiêu chuẩn hóa tưởng tượng, năng lượng được thêm vào hệ dưới dạng không ma sát, công áp suất-thể tính không nhớt, và không có thay đổi pha, nhiệt độ của hệ sẽ tăng lên. Quá trình như vật được gọi là đẳng entropy và được cho là "thuận nghịch". Một cách tưởng tượng, nếu quá trình được đảo ngược, năng lượng thêm vào dưới dạng công có thể hồi phục hoàn toàn dưới dạng công thực hiện bởi hệ. Nếu hệ chứa khí có thể giám và giảm thể tích, sai số vị trí của khí sẽ giảm, và có vẻ sẽ giảm entropy của hệ, nhưng nhiệt độ của hệ sẽ tăng vì quá trình này đẳng entropy (ΔS = 0). Nếu công được thêm vào thêm một cách mà lực ma sát hoặc nhớt đang hoạt động trong hệ, thì quá trình không đẳng entropy, và nếu không có thay đổi pha, nhiệt độ của hệ sẽ tăng, mà quá trình được cho là "không thuận nghịch", và công thêm vào hệ không hoàn toàn có thể hồi phục dưới dạng công.

- Nếu tường của hệ không đoạn nhiệt, và năng lượng được truyền dưới dạng nhiệt, entropy được truyền vào hệ với nhiệt. Quá trình như vậy không đoạn nhiệt hay đẳng entropy, có Q > 0 và ΔS > 0 theo định luật hai nhiệt động lực học.

3. Phân loại quá trình đoạn nhiệt:

- Quá trình đoạn nhiệt được chia thành quá trình thuận nghịch (entropy là số không) và quá trình không thể đảo ngược (dữ liệu ngẫu nhiên không phải là không) hai loại. Quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch là quá trình đẳng entropy. Quá trình đẳng entropy là đối diện của quá trình đẳng nhiệt, trong một quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ tối đa được chuyển giao cho thế giới bên ngoài, làm cho hệ thống một nhiệt độ ổn định như bình thường. Kể từ khi nhiệt động lực học, nhiệt độ và entropy là một tập hợp các biến liên hợp, chẳng hạn như quá trình đẳng nhiệt và đẳng entropy có thể được coi là "liên hợp" của quá trình một.

--------------------------

Trên đây là một số thông tin về quá trình đoạn nhiệt. Hy vọng bài viết này sẽ giúp ích được cho các bạn trong quá trình học tập cũng như làm việc.