Що таке показник адіабати?
Показник γ, який з’являється в рівнянні Пуассона для ідеального газу, являє собою відношення теплоємності при постійному тиску до аналогічною величиною, але вже при постійному обсязі. У фізиці теплоємністю називають величину теплоти, яку потрібно передати даній системі або забрати у неї, щоб вона змінила свою температуру на 1 Кельвін. Будемо позначати символом CP изобарную теплоємність, а символом CV – изохорную. Тоді для γ справедливо рівність:
γ = CP/CV.
Оскільки γ завжди більше одного, то він показує, у скільки разів ізобарна теплоємність досліджуваної газової системи перевищує аналогічну изохорную характеристику.
Теплоємності СР і СV
Щоб визначити показник адіабати, слід добре розуміти зміст величин CP та CV. Для цього проведемо наступний уявний експеримент: уявімо, що газ знаходиться в закритій системі в посудині з твердими стінками. Якщо нагрівати посудину, то все повідомлене тепло в ідеальному випадку перейде у внутрішню енергію газу. В такій ситуації буде справедливо рівність:
dU = CV*dT.
Величина CV визначає кількість теплоти, що слід передати систему, щоб изохорно нагріти її на 1 К.
Тепер припустимо, що газ знаходиться в посудині з рухомим поршнем. В процесі нагріву такої системи поршень буде переміщатися, забезпечуючи підтримання постійного тиску. Оскільки ентальпія системи в такому випадку буде дорівнює добутку изобарной теплоємності на зміну температури, то перший закон термодинаміки прийме вигляд:
CP*dT = CV*dT + P*dV.
Звідси видно, що CP>CV, так як у випадку изобарного зміни станів необхідно витрачати тепло не тільки на підвищення температури системи, а значить, і її внутрішньої енергії, але і на виконання газом роботи при його розширенні.
