Selon vous, qu'est-ce qui chauffe plus vite sur la cuisinière : un litre d'eau dans une casserole ou la casserole elle-même pesant 1 kilogramme ? La masse des corps est la même, on peut supposer que le chauffage se produira au même rythme.
Mais ce n’était pas le cas ! Vous pouvez faire une expérience : mettez une casserole vide sur le feu pendant quelques secondes, ne la brûlez pas et rappelez-vous à quelle température elle a été chauffée. Et puis versez dans la casserole exactement le même poids d’eau que le poids de la casserole. En théorie, l'eau devrait atteindre la même température qu'une casserole vide en deux fois plus longtemps, car dans ce cas, elles chauffent toutes les deux : l'eau et la casserole.
Cependant, même si vous attendez trois fois plus longtemps, vous serez convaincu que l’eau chauffera toujours moins. Il faudra à l’eau près de dix fois plus de temps pour atteindre la même température qu’une casserole de même poids. Pourquoi cela arrive-t-il? Qu'est-ce qui empêche l'eau de chauffer ? Pourquoi devrions-nous gaspiller de l’eau supplémentaire pour chauffer le gaz lorsque nous cuisinons ? Parce qu’il existe une grandeur physique appelée capacité thermique spécifique d’une substance.
Capacité thermique spécifique d'une substance
Cette valeur indique la quantité de chaleur qui doit être transférée à un corps pesant un kilogramme pour que sa température augmente d'un degré Celsius. Mesuré en J/(kg * ˚С). Cette valeur n'existe pas à cause de son propre caprice, mais à cause de la différence dans les propriétés des différentes substances.
La chaleur spécifique de l’eau est environ dix fois supérieure à la chaleur spécifique du fer, de sorte que la casserole chauffera dix fois plus vite que l’eau qu’elle contient. Il est curieux que la capacité thermique spécifique de la glace soit la moitié de celle de l'eau. La glace chauffera donc deux fois plus vite que l’eau. Faire fondre la glace est plus facile que chauffer l’eau. Aussi étrange que cela puisse paraître, c’est un fait.
Calcul de la quantité de chaleur
La capacité thermique spécifique est désignée par la lettre c Et utilisé dans la formule de calcul de la quantité de chaleur :
Q = c*m*(t2 - t1),
où Q est la quantité de chaleur,
c - capacité thermique spécifique,
m - poids corporel,
t2 et t1 sont respectivement les températures corporelles finale et initiale.
Formule de capacité thermique spécifique : c = Q / m*(t2 - t1)
Vous pouvez également exprimer à partir de cette formule :
- m = Q / c*(t2-t1) - poids corporel
- t1 = t2 - (Q / c*m) - température corporelle initiale
- t2 = t1 + (Q / c*m) - température corporelle finale
- Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - différence de température (delta t)
Qu’en est-il de la capacité thermique spécifique des gaz ? Tout est plus confus ici. Avec les solides et les liquides, la situation est beaucoup plus simple. Leur capacité thermique spécifique est une valeur constante, connue et facilement calculable. Quant à la capacité thermique spécifique des gaz, cette valeur est très différente selon les situations. Prenons l'exemple de l'air. La capacité thermique spécifique de l’air dépend de sa composition, de son humidité et de sa pression atmosphérique.
Dans le même temps, à mesure que la température augmente, le gaz augmente de volume et nous devons saisir une valeur supplémentaire - un volume constant ou variable, qui affectera également la capacité thermique. Par conséquent, lors du calcul de la quantité de chaleur pour l'air et d'autres gaz, des graphiques spéciaux de la capacité thermique spécifique des gaz sont utilisés en fonction de divers facteurs et conditions.
La quantité d'énergie qui doit être fournie à 1 g d'une substance pour augmenter sa température de 1°C. Par définition, pour augmenter la température de 1 g d'eau de 1°C, il faut 4,18 J. Dictionnaire encyclopédique écologique.… …. Dictionnaire écologique
chaleur spécifique- - [A.S. Goldberg. Dictionnaire de l'énergie anglais-russe. 2006] Thèmes de l'énergie en général EN chaleur spécifiqueSH ...
CHALEUR SPÉCIFIQUE- physique une quantité mesurée par la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 kg d'une substance de 1 K (cm). Unité SI de capacité thermique spécifique (cm) par kilogramme kelvin (J kg∙K)) ... Grande encyclopédie polytechnique
chaleur spécifique- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys : engl. capacité thermique par unité de masse ; capacité thermique massique ; capacité thermique spécifique vok. Eigenwärme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. capacité thermique massique, f;… … Fizikos terminų žodynas
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capacité thermique spécifique à volume constant- - [A.S. Goldberg. Dictionnaire de l'énergie anglais-russe. 2006] Thèmes énergie en général EN chaleur spécifique à volume constantchaleur spécifique à volume constantCv ... Guide du traducteur technique
Livres
- Fondements physiques et géologiques de l'étude du mouvement de l'eau dans les horizons profonds, V.V. Trushkin De manière générale, l'ouvrage est consacré à la loi de l'autorégulation de la température de l'eau avec un corps hôte, découverte par l'auteur en 1991. début de l'ouvrage, un état des lieux des connaissances sur la problématique du mouvement des profondeurs...
Le tableau présente les propriétés thermophysiques de l'hélium He à l'état gazeux en fonction de la température et de la pression. Les propriétés thermophysiques et la densité de l'hélium dans le tableau sont données à des températures de 0 à 1000°C et une pression de 1 à 100 atmosphères.
Il convient de noter que des propriétés de l'hélium telles que la diffusivité thermique et la viscosité cinématique dépendent de manière significative de la température, augmentant leurs valeurs d'un ordre de grandeur lorsqu'il est chauffé de 1000 degrés. Avec l'augmentation de la pression, ces propriétés de l'hélium diminuent, tandis que la densité de l'hélium augmente considérablement.
Dans des conditions normales, la densité de l'hélium est de 0,173 kg/m3(à une température de 0°C et à une pression atmosphérique normale). Avec l'augmentation de la pression de l'hélium, sa densité augmente proportionnellement, par exemple à 10 atm. La densité de l'hélium sera déjà de 1,719 kg/m 3 (à la même température). Avec compression supplémentaire de ce gaz à 100 atm. La densité de l'hélium deviendra égale à 16,45 kg/m 3. Ainsi, la densité de l'hélium est presque cent fois supérieure à la valeur initiale (à pression atmosphérique).
Comme on le sait, la densité la plus faible est celle d'un gaz tel que l'hélium, et l'hélium se classe au deuxième rang des gaz en termes de densité.
L'hélium est considéré comme le gaz le plus optimal pour le remplissage des ballons utilisés en aéronautique, car contrairement à l'hydrogène, il ne crée pas de mélange explosif avec l'air.
Étant donné que la densité de l'hélium est bien inférieure à celle de l'air, aux mêmes températures, les ballons et les ballons remplis d'hélium ont une bonne force de levage. La densité suffisamment faible de l'hélium permet de créer des ballons sans pilote à haute altitude pour la recherche météorologique et scientifique.
Jusqu'à quelle hauteur un ballon à l'hélium peut-il s'élever ? à mesure qu'il prend de l'altitude, il commence à diminuer et à des altitudes d'environ 33...36 km, il deviendra égal à la densité de l'hélium dans le ballon, et son ascension s'arrêtera.
Le tableau montre les propriétés suivantes de l'hélium :
- densité d'hélium γ , kg/m 3 ;
- chaleur spécifique Sp , kJ/(kg deg);
- coefficient de conductivité thermique λ , W/(m deg);
- viscosité dynamique μ , ;
- diffusivité thermique un , m 2 /s;
- viscosité cinématique ν , m 2 /s;
- Numéro Prandtl Pr .
Remarque : Soyez prudent ! La conductivité thermique dans le tableau est indiquée à la puissance 10 2. N'oubliez pas de diviser par 100.
Conductivité thermique de l'hélium à pression atmosphérique normale.
Les valeurs de conductivité thermique de l'hélium à pression atmosphérique normale en fonction de la température sont données dans le tableau.
La conductivité thermique (dans la dimension W/(m deg)) est indiquée pour l'hélium gazeux dans la plage de température de -203 à 1727 °C.
Remarque : Soyez prudent ! La conductivité thermique de l'hélium dans le tableau est indiquée à la puissance 10 3. N'oubliez pas de diviser par 1000. D'après le tableau de conductivité thermique, on constate que ses valeurs augmentent avec l'augmentation de la température de l'hélium.
Conductivité thermique de l'hélium à haute température.
Le tableau montre la conductivité thermique de l'hélium à pression atmosphérique normale et à haute température.
La conductivité thermique de l'hélium à l'état gazeux est donnée dans la plage de température 2 500...6 000 K.
Remarque : Soyez prudent ! La conductivité thermique de l'hélium dans le tableau est indiquée à la puissance 10 3. N'oubliez pas de diviser par 1000. La valeur du coefficient de conductivité thermique de l'hélium augmente avec l'augmentation de la température et atteint une valeur de 1,2 W/(m deg) à 6000 K.
Conductivité thermique de l'hélium liquide à basse température.
Les valeurs de conductivité thermique de l'hélium liquide à pression atmosphérique normale et à des températures extrêmement basses sont données.
La conductivité thermique de l'hélium à l'état liquide est donnée dans le tableau pour une température de 2,3...4,2 K (-270,7...-268,8°C).
Remarque : Soyez prudent ! La conductivité thermique de l'hélium dans le tableau est indiquée à la puissance 10 3. N'oubliez pas de diviser par 1000. La conductivité thermique de l'hélium augmente avec l'augmentation de la température et à l'état liquide à basse température.
Conductivité thermique de l'hélium en fonction de la pression et de la température.
Le tableau montre la conductivité thermique de l'hélium en fonction de la pression et de la température.
La conductivité thermique (dimension W/(m deg)) est indiquée pour l'hélium gazeux dans la plage de température de 0 à 1 227 °C et de pression de 1 à 300 atm.
Remarque : Soyez prudent ! La conductivité thermique de l'hélium dans le tableau est indiquée à la puissance 10 3. N'oubliez pas de diviser par 1000. La conductivité thermique de l'hélium a une légère tendance à augmenter avec l'augmentation de la pression du gaz.
Capacité thermique de l'hélium liquide en fonction de la température.
Le tableau montre les valeurs spécifiques (de masse) capacité thermique de l'hélium liquide en état de saturation en fonction de la température.
Comme on le sait, l’hélium ne peut exister à l’état liquide qu’à des températures très basses, proches du zéro absolu.
La capacité thermique de l'hélium liquide (dimension kJ/(kg deg)) est donnée dans la plage de température de 1,8 à 5,05 K.
Sources:
1.
2. .
3. Grandeurs physiques. Annuaire. A.P. Babichev, N.A. Babouchkina, A.M. Bratkovski et autres ; Éd. EST. Grigorieva, E.Z. Meilikhova. - M. : Energoatomizdat, 1991. - 1232 p.
La physique et les phénomènes thermiques constituent une section assez étendue et étudiée en profondeur dans le cursus scolaire. La dernière place dans cette théorie n'est pas accordée aux quantités spécifiques. Le premier d’entre eux est la capacité thermique spécifique.
Cependant, on n’accorde généralement pas suffisamment d’attention à l’interprétation du mot « spécifique ». Les étudiants s’en souviennent simplement comme d’une évidence. Qu'est-ce que ça veut dire?
Si vous consultez le dictionnaire d’Ojegov, vous pourrez lire qu’une telle quantité est définie comme un rapport. De plus, elle peut être réalisée en fonction de la masse, du volume ou de l'énergie. Toutes ces quantités doivent être prises égales à un. La capacité thermique spécifique est liée à quoi ?
Au produit de la masse et de la température. De plus, leurs valeurs doivent être égales à un. Autrement dit, le diviseur contiendra le chiffre 1, mais sa dimension combinera le kilogramme et le degré Celsius. Ceci doit être pris en compte lors de la formulation de la définition de la capacité thermique spécifique, qui est donnée un peu ci-dessous. Il existe également une formule à partir de laquelle il est clair que ces deux quantités sont au dénominateur.
Ce que c'est?
La capacité thermique spécifique d'une substance est introduite au moment où la situation de son échauffement est considérée. Sans cela, il est impossible de savoir quelle quantité de chaleur (ou d’énergie) sera nécessaire pour ce processus. Et calculez également sa valeur lorsque le corps se refroidit. À propos, ces deux quantités de chaleur sont égales en module. Mais ils ont des signes différents. Donc, dans le premier cas, c’est positif, car il faut dépenser de l’énergie et la transférer au corps. La deuxième situation de refroidissement donne un nombre négatif car de la chaleur est libérée et l'énergie interne du corps diminue.
Cette grandeur physique est désignée par la lettre latine c. Elle est définie comme une certaine quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un kilogramme d’une substance d’un degré. Dans un cours de physique scolaire, ce diplôme est celui obtenu sur l'échelle Celsius.
Comment le compter ?
Si vous voulez savoir quelle est la capacité thermique spécifique, la formule ressemble à ceci :
c = Q / (m * (t 2 - t 1)), où Q est la quantité de chaleur, m est la masse de la substance, t 2 est la température que le corps a acquise à la suite d'un échange de chaleur, t 1 est la température initiale de la substance. C'est la formule numéro 1.
Sur la base de cette formule, l'unité de mesure de cette quantité dans le système international d'unités (SI) s'avère être J/(kg*ºС).
Comment trouver d’autres quantités à partir de cette égalité ?
Premièrement, la quantité de chaleur. La formule ressemblera à ceci : Q = c * m * (t 2 - t 1). Seulement, il est nécessaire de substituer les valeurs en unités SI. C'est-à-dire la masse en kilogrammes et la température en degrés Celsius. C'est la formule numéro 2.
Deuxièmement, la masse d'une substance qui refroidit ou se réchauffe. La formule sera : m = Q / (c * (t 2 - t 1)). C'est la formule numéro 3.
Troisièmement, changement de température Δt = t 2 - t 1 = (Q / c * m). Le signe « Δ » se lit comme « delta » et désigne un changement d'une quantité, en l'occurrence la température. Formule n°4.
Quatrièmement, les températures initiales et finales de la substance. Les formules valables pour chauffer une substance ressemblent à ceci : t 1 = t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Ces formules sont les n° 5 et 6. Si le problème concerne le refroidissement d'une substance, alors les formules sont : t 1 = t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m) . Ces formules sont les n°7 et 8.
Quelles significations peut-il avoir ?
Il a été établi expérimentalement quelles sont ses valeurs pour chaque substance spécifique. Par conséquent, un tableau spécial de capacité thermique spécifique a été créé. Le plus souvent, il fournit des données valables dans des conditions normales.
Quels sont les travaux de laboratoire impliqués dans la mesure de la capacité thermique spécifique ?
Dans le cours de physique scolaire, il est défini pour un corps solide. De plus, sa capacité calorifique est calculée par comparaison avec celle connue. Le moyen le plus simple de le faire est d'utiliser de l'eau.
Pendant les travaux, il est nécessaire de mesurer les températures initiales de l'eau et du solide chauffé. Plongez-le ensuite dans le liquide et attendez l'équilibre thermique. L’ensemble de l’expérience est réalisé dans un calorimètre, ce qui permet de négliger les pertes d’énergie.
Ensuite, vous devez écrire la formule de la quantité de chaleur que l'eau reçoit lorsqu'elle est chauffée à partir d'un solide. La deuxième expression décrit l'énergie qu'un corps dégage lorsqu'il se refroidit. Ces deux valeurs sont égales. Grâce à des calculs mathématiques, il reste à déterminer la capacité thermique spécifique de la substance qui compose le solide.
Le plus souvent, il est proposé de le comparer avec les valeurs du tableau afin d'essayer de deviner de quelle substance est constitué le corps étudié.
Tâche n°1
Condition. La température du métal varie de 20 à 24 degrés Celsius. Dans le même temps, son énergie interne a augmenté de 152 J. Quelle est la chaleur spécifique du métal si sa masse est de 100 grammes ?
Solution. Pour trouver la réponse, vous devrez utiliser la formule écrite sous le numéro 1. Toutes les quantités nécessaires aux calculs sont là. Vous devez d’abord convertir la masse en kilogrammes, sinon la réponse sera fausse. Car toutes les quantités doivent être celles acceptées en SI.
Il y a 1 000 grammes dans un kilogramme. Cela signifie que 100 grammes doivent être divisés par 1000, vous obtenez 0,1 kilogramme.
La substitution de toutes les quantités donne l'expression suivante : c = 152 / (0,1 * (24 - 20)). Les calculs ne sont pas particulièrement difficiles. Le résultat de toutes les actions est le nombre 380.
Répondre: s = 380 J/(kg * ºС).
Problème n°2
Condition. Déterminez la température finale à laquelle l'eau d'un volume de 5 litres se refroidira si elle était prise à 100 ºC et libérait 1680 kJ de chaleur dans l'environnement.
Solution. Cela vaut la peine de commencer par le fait que l’énergie est fournie dans une unité non systémique. Les kilojoules doivent être convertis en joules : 1680 kJ = 1680000 J.
Pour trouver la réponse, vous devez utiliser la formule numéro 8. Cependant, la masse y apparaît et elle est inconnue dans le problème. Mais le volume de liquide est donné. Cela signifie que nous pouvons utiliser la formule connue sous le nom de m = ρ * V. La densité de l'eau est de 1 000 kg/m3. Mais ici, le volume devra être remplacé en mètres cubes. Pour les convertir en litres, vous devez diviser par 1000. Ainsi, le volume d'eau est de 0,005 m 3.
La substitution des valeurs dans la formule de masse donne l'expression suivante : 1000 * 0,005 = 5 kg. Vous devrez rechercher la capacité thermique spécifique dans le tableau. Vous pouvez maintenant passer à la formule 8 : t 2 = 100 + (1680000 / 4200 * 5).
La première action consiste à multiplier : 4200 * 5. Le résultat est 21000. La seconde est la division. 1680000 : 21000 = 80. La dernière est la soustraction : 100 - 80 = 20.
Répondre. t 2 = 20 ºС.
Tâche n°3
Condition. Il y a un bécher pesant 100 g dans lequel on verse 50 g d'eau. La température initiale de l'eau avec le verre est de 0 degré Celsius. Quelle quantité de chaleur faut-il pour porter l’eau à ébullition ?
Solution. Un bon point de départ est d’introduire une désignation appropriée. Laissez les données relatives au verre avoir un indice de 1 et pour l'eau - un indice de 2. Dans le tableau, vous devez trouver les capacités thermiques spécifiques. Le bécher est en verre de laboratoire, donc sa valeur c 1 = 840 J/ (kg * ºC). Les données pour l'eau sont : c 2 = 4200 J/ (kg * ºС).
Leurs masses sont données en grammes. Vous devez les convertir en kilogrammes. Les masses de ces substances seront désignées comme suit : m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.
La température initiale est donnée : t 1 = 0 ºС. On sait que la valeur finale correspond au point d'ébullition de l'eau. C'est t 2 = 100 ºС.
Puisque le verre chauffe avec l’eau, la quantité de chaleur requise sera la somme de deux. Le premier, qui sert à chauffer le verre (Q 1), et le second, qui sert à chauffer l'eau (Q 2). Pour les exprimer vous aurez besoin d’une deuxième formule. Il faut l'écrire deux fois avec des indices différents, puis les résumer.
Il s'avère que Q = c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Le facteur commun (t 2 - t 1) peut être retiré de la parenthèse pour faciliter le calcul. Alors la formule qui sera nécessaire pour calculer la quantité de chaleur prendra la forme suivante : Q = (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Vous pouvez maintenant remplacer les quantités connues dans le problème et calculer le résultat.
Q = (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) = (84 + 210) * 100 = 294 * 100 = 29400 (J).
Répondre. Q = 29 400 J = 29,4 kJ.
En introduisant le concept de capacité thermique, nous n'avons pas prêté attention à une circonstance essentielle : les capacités thermiques dépendent non seulement des propriétés de la substance, mais également du processus par lequel le transfert de chaleur se produit.
Si vous chauffez un corps à pression constante, il se dilatera et fonctionnera. Pour chauffer un corps de 1 K à pression constante, il doit transférer plus de chaleur qu'avec le même chauffage à volume constant.
Les corps liquides et solides se dilatent légèrement lorsqu'ils sont chauffés et leurs capacités thermiques à volume et pression constantes diffèrent peu. Mais pour les gaz, cette différence est significative. En utilisant la première loi de la thermodynamique, on peut trouver la relation entre les capacités calorifiques d’un gaz à volume constant et à pression constante.
Capacité thermique du gaz à volume constant Déterminons la capacité thermique molaire du gaz à volume constant. Selon la définition de la capacité thermique
où Δ T - changement de température. Si le processus se déroule à volume constant, alors cette capacité thermique sera notée C v . Alors
(5.6.1)
A volume constant, aucun travail n’est effectué. Ainsi, la première loi de la thermodynamique s’écrira comme suit :
(5.6.2)
La variation d'énergie d'une mole d'un gaz monoatomique suffisamment raréfié (idéal) est égale à : 
(voir § 4.8).
Par conséquent, la capacité thermique molaire à volume constant d’un gaz monoatomique est égale à :
(5.6.3)
Capacité calorifique du gaz à pression constante
D'après la définition de la capacité thermique à pression constante AVEC R.
(5.6.4)
Le travail effectué par 1 mole d’un gaz parfait en expansion à pression constante est :
(5.6.5)
* D'après la formule (5.6.5), il est clair que la constante universelle des gaz est numériquement égale au travail effectué par 1 mole d'un gaz parfait à pression constante si sa température augmente de 1 K.
Cela découle de l'expression du travail du gaz à pression constante UNE" =pΔ V et équations d'état (pour une mole) d'un gaz parfait PV = RT.
L'énergie interne d'un gaz parfait ne dépend pas du volume. Par conséquent, même à pression constante, la variation de l’énergie interne Δ U = C V Δ T, comme à volume constant. En appliquant la première loi de la thermodynamique, on obtient :
(5.6.6)
Par conséquent, les capacités calorifiques molaires d’un gaz parfait sont liées par la relation
(5.6.7)
Cette formule a été obtenue pour la première fois par R. Mayer et porte son nom.
Dans le cas d'un gaz monoatomique idéal
(5.6.8)
Capacité thermique d'un gaz parfait dans un processus isotherme
La notion de capacité thermique peut également être formellement introduite pour un procédé isotherme. Étant donné qu'au cours de ce processus, l'énergie interne d'un gaz parfait ne change pas, quelle que soit la quantité de chaleur qui lui est transférée, la capacité thermique est infinie.
La capacité thermique molaire d'un gaz parfait à pression constante est supérieure à la capacité thermique à volume constant de la valeur de la constante universelle des gaz.R..
§5.7. Processus adiabatique
Nous avons étudié les processus isothermes, isobares et isochoriques. Après s'être familiarisé avec la première loi de la thermodynamique, il devient possible d'étudier un autre processus,- Il s’agit d’un processus qui se produit dans un système en l’absence d’échange thermique avec les corps environnants. (Mais le système peut effectuer un travail sur les corps environnants.)
Le processus dans un système isolé thermiquement est appelé adiabatique.
Dans un processus adiabatique Q = 0 et selon la loi (5.5.3), le changement d'énergie interne se produit uniquement en raison du travail effectué :
(5.7.1)
Bien entendu, il est impossible d’entourer le système d’une coque excluant totalement les échanges thermiques. Mais dans un certain nombre de cas, les processus réels sont très proches de l'adiabatique. Il existe des coques qui ont une faible conductivité thermique, par exemple des doubles parois avec un vide entre elles. C'est ainsi que sont fabriqués les thermos.
Selon l'expression (5.7.1), lorsqu'un travail positif est effectué sur un système, par exemple lors de la compression d'un gaz, son énergie interne augmente ; le gaz se réchauffe. Au contraire, lors de l'expansion, le gaz lui-même effectue un travail positif (A" > 0), mais UN< 0 et son énergie interne diminue ; le gaz se refroidit.
La dépendance de la pression du gaz sur son volume au cours d'un processus adiabatique est représentée par une courbe appelée adiabatique (Fig. 5.9). L'adiabate est nécessairement plus raide que l'isotherme. En effet, lors d'un processus adiabatique, la pression du gaz diminue non seulement en raison d'une augmentation de volume, comme dans un processus isotherme, mais également en raison d'une diminution de sa température.
Les processus adiabatiques sont largement utilisés en technologie. Ils jouent un rôle important dans la nature.
Le chauffage de l'air lors d'une compression rapide a trouvé une application dans les moteurs diesel. Ces moteurs ne disposent pas de systèmes de préparation et d'allumage du mélange combustible, nécessaires aux moteurs à combustion interne à essence classiques. Ce n’est pas le mélange combustible qui est aspiré dans le cylindre, mais l’air atmosphérique. Vers la fin de la course de compression, du carburant liquide est injecté dans le cylindre à l'aide d'une buse spéciale (Fig. 5.10). À ce stade, la température de l’air comprimé est si élevée que le carburant s’enflamme.
Puisque dans un moteur Diesel ce n'est pas le mélange combustible qui est comprimé, mais l'air, le taux de compression de ce moteur est plus élevé, ce qui signifie que le rendement des moteurs Diesel est supérieur à celui des moteurs à combustion interne classiques. De plus, ils peuvent fonctionner avec un carburant de qualité inférieure, moins cher. Cependant, le moteur Diesel présente également des inconvénients : la nécessité de taux de compression élevés et d'une pression de fonctionnement élevée rend ces moteurs massifs et, par conséquent, plus inertiels - ils gagnent en puissance plus lentement. Les moteurs diesel sont plus complexes à fabriquer et à exploiter, mais ils remplacent progressivement les moteurs à essence conventionnels utilisés dans les voitures.
Le refroidissement des gaz lors de l'expansion adiabatique se produit à grande échelle dans l'atmosphère terrestre. L'air chauffé monte et se dilate à mesure que la pression atmosphérique diminue avec l'altitude. Cette expansion s'accompagne d'un refroidissement important. En conséquence, la vapeur d’eau se condense et des nuages se forment.
