Номер 2, страница 195 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

2. Примеры адиабатных процессов.

Адиабатный процесс — это термодинамический процесс, который происходит в системе без теплообмена с окружающей средой. Основным условием адиабатного процесса является равенство нулю количества теплоты, переданного системе или отданного ею: $Q = 0$.

Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии системы $\Delta U$ равно работе $A'$, совершенной над системой, так как $Q=0$. Формула выглядит так: $\Delta U = A'$. Если же рассматривать работу $\text{A}$, совершаемую самой системой, то закон принимает вид: $\Delta U = -A$. Это означает, что при адиабатном расширении (газ совершает работу, $A > 0$) внутренняя энергия и температура газа уменьшаются, а при адиабатном сжатии (над газом совершают работу, $A < 0$) — увеличиваются.

Процессы можно считать адиабатными, если они протекают либо в хорошо теплоизолированной системе, либо очень быстро, так что теплообмен с окружением пренебрежимо мал.

Вот несколько примеров адиабатных процессов:

Технические устройства:
• Работа дизельного двигателя: Быстрое сжатие топливно-воздушной смеси в цилиндре является адиабатным процессом. Температура смеси резко возрастает до точки самовоспламенения топлива.
• Холодильники и кондиционеры: Резкое расширение хладагента (например, фреона) при прохождении через узкое отверстие (дросселирование) — адиабатный процесс, который приводит к сильному охлаждению рабочего вещества.
• Накачивание шины: Быстрое сжатие воздуха в насосе — это адиабатное сжатие, вызывающее заметный нагрев корпуса насоса.
• Аэрозольный баллончик: При распылении газ-пропеллент быстро расширяется, что является адиабатным расширением и приводит к охлаждению баллончика.

Природные явления:
• Образование облаков: Поднимающиеся массы теплого влажного воздуха расширяются из-за уменьшения атмосферного давления. Это адиабатное расширение приводит к их охлаждению и конденсации водяного пара в капли воды или кристаллы льда.
• Ветер фён: Сухой и теплый ветер, дующий с гор. Воздух, спускаясь с гор, адиабатически сжимается и, как следствие, нагревается.
• Распространение звука: Колебания давления (сжатия и разрежения) в звуковой волне происходят так быстро, что процесс является практически адиабатным.

Бытовые примеры:
• Открывание бутылки шампанского: Резкое расширение сжатого газа над напитком приводит к его адиабатному охлаждению, что иногда проявляется в виде легкого тумана у горлышка.

Ответ:
Примерами адиабатных процессов являются процессы, протекающие без теплообмена с окружающей средой. К ним относятся как технические процессы (например, сжатие смеси в дизельном двигателе, расширение хладагента в холодильнике, нагрев насоса при накачивании шины), так и природные явления (образование облаков, распространение звука, ветер фён). Ключевой особенностью этих процессов является изменение температуры системы исключительно за счет совершения работы: система охлаждается при адиабатном расширении и нагревается при адиабатном сжатии.