Ekspansja - Polski Serwis Naukowy

Ten artykuł dotyczy termodynamiki. Zapoznaj się również z: Ekspansja dynamiki – elektroakustyka.

Ekspansja – proces termodynamiczny polegający na zwiększaniu się objętości układu z wykonywaniem przez układ pracy. Rezultatem adiabatycznej ekspansji gazu jest obniżenie się jego temperatury. Procesem odwrotnym do ekspansji jest kompresja.

Ekspansja dynamiki – proces polegający na powiększeniu dynamiki sygnału, czyli sprawieniu że miejsca ciche są jeszcze cichsze, a miejsca głośne stają się jeszcze głośniejsze. Jest procesem odwrotnym do kompresji dynamiki. Ekspansja pasmowa jest używana w analogowym systemie Dolby do redukcji szumów.

Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

Ekspansja w technice

Zjawisko ekspansji związane jest z wykonywaniem pracy lub zwiększeniem energii kinetycznej przepływającego gazu. W silnikach spalinowych tłokowych ekspansja i rozprężanie zachodzą podczas suwu pracy. W turbinach ekspansja zachodzi w sposób ciągły i może przebiegać zarówno w wieńcu kierowniczym jak i w wieńcu wirnikowym. Od stopnia reakcyjności turbiny zależy, jak duży spadek entalpii związany z ekspansją następuje w kierownicach, a jaki w wirniku. Jeśli reakcyjność jest równa zeru (turbina akcyjna), to ekspansja przebiega tylko w kierownicy. W turbinie wielostopniowej ekspansja czynnika następuje przy przechodzeniu przez każdy stopień.

Objętość jest miarą przestrzeni, którą zajmuje dane ciało w przestrzeni trójwymiarowej. W układzie SI jednostką objętości jest metr sześcienny, jednostka zbyt duża do wykorzystania w życiu codziennym. Z tego względu najpopularniejszą w Polsce jednostką objętości jest jeden litr (l) (1 l = 1 dm3 = 0,001 m³).

Reakcyjność stopnia – dowolnej maszyny przepływowej mówi o przemianach energetycznych i termodynamicznych zachodzących w wieńcu wirnikowym i w wieńcu kierowniczym (w stopniu maszyny przepływowej).

Ekspansja a rozprężanie

Pojęć ekspansji i kompresji nie należy mylić z pojęciami rozprężania, które charakteryzuje spadek ciśnienia termodynamicznego, dp < 0 i pojęciem sprężania, przy którym dp > 0.

Podczas ekspansji, dV > 0, praca bezwzględna ma znak dodatni, dL > 0, tzn. praca jest wykonywana przez czynnik termodynamiczny. Natomiast przy kompresji, dV < 0, praca dL < 0, tzn. zmniejszenie objętości wymaga wkładu pracy z zewnątrz.

Rozszerzalność cieplna (rozszerzalność termiczna) – właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości (rozszerzalność liniowa) lub objętości (rozszerzalność objętościowa) w miarę wzrostu temperatury.

Przemiana adiabatyczna (Proces adiabatyczny) - proces termodynamiczny, podczas którego wyizolowany układ nie nawiązuje wymiany ciepła, lecz całość energii jest dostarczana lub odbierana z niego jako praca. Przemianę tę można zrealizować dzięki użyciu osłon adiabatycznych lub wówczas, gdy proces zachodzi na tyle szybko, że przepływ ciepła nie zdąży nastąpić.

Bibliografia

Praca zbiorowa, Słownik fizyczny, Warszawa, Państwowe Wydawnictwo "Wiedza Powszechna", s.101, 1984, ISBN 83-214-0053-1. Stanisław Ochęduszko, Termodynamika stosowana, rozdział: VI.1. Praca bezwzględna i praca użyteczna, Warszawa, Wyd. Naukowo-Technicznej, ss. 57-58, 1974, ISBN - n/a

Zobacz też

rozprężanie

rozszerzalność cieplna

reakcyjność

stopień turbiny