Доб­рый день!

Изо­тер­ми­че­ский про­цесс  —   это про­цесс при по­сто­ян­ной тем­пе­ра­ту­ре. Все такие про­цес­сы, в прин­ци­пе, про­во­дят, по­ме­щая си­сте­му в тер­мо­стат, то есть тело с огром­ной теп­ло­ем­ко­стью и фик­си­ро­ван­ной тем­пе­ра­ту­рой. Си­сте­ма на­хо­дит­ся с тер­мо­ста­том в теп­ло­вом рав­но­ве­сии, об­ме­ни­ва­ет­ся с ним теп­лом, и в ре­зуль­та­те со­хра­ня­ет свою тем­пе­ра­ту­ру. Так как насос сжи­ма­ют быст­ро, теп­ло­вое рав­но­ве­сие воз­ду­ха внут­ри на­со­са с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом уста­но­вит­ся не успе­ва­ет, по­это­му про­цесс идет адиа­ба­ти­че­ски, воз­дух внут­ри на­гре­ва­ет­ся в ре­зуль­та­те сжа­тия. Вот если после сжа­тия по­до­ждать не­ко­то­рое время, то воз­дух осты­нет до тем­пе­ра­ту­ры окру­жа­ю­щей среды.

Доб­рый день!

Я бы раз­мыш­лял сле­ду­ю­щим об­ра­зом. Газ сжи­ма­ют быст­ро, зна­чит за время сжа­тия газ не успе­ет пе­ре­дать или по­лу­чить тепло от окру­жа­ю­щей среды, у него про­сто не будет на это время, зна­чит мы сразу за­клю­ча­ем, что про­цесс адиа­ба­ти­че­ский. Те­перь смот­рим на пер­вое на­ча­ло тер­мо­ди­на­ми­ки: . У нас , над газом со­вер­ши­ли по­ло­жи­тель­ную ра­бо­ту . Сле­до­ва­тель­но, внут­рен­няя энер­гия уве­ди­чи­лась. А зна­чит уве­ли­чи­лась и тем­пе­ра­ту­ра, так как у иде­аль­но­го газа энер­гия за­ви­сит толь­ко от тем­пе­ра­ту­ры. От­сю­да уже сле­ду­ет уве­ли­че­ние сред­ней энер­гии теп­ло­во­го дви­же­ния.

Вот если те­перь дать этому на­со­су по­ле­жать в таком со­сто­я­нии до­ста­точ­но долго, то будет про­ис­хо­дить сле­ду­ю­щее. Го­ря­чий воз­дух внут­ри будет осты­вать за счет того, что тепло будет ухо­дить в окру­жа­ю­щую среду через стен­ки на­со­са. При этом это охла­жде­ние будет уже изо­хо­ри­че­ским, так как фик­си­ро­ван объем. Охла­ждать­ся он, есте­ствен­но будет до тем­пе­ра­ту­ры окру­жа­ю­щей среды.

Чтобы сде­лать кар­ти­ну пол­ной, стоит до­ба­вить, что если из­на­чаль­но сжи­мать газ очень мед­лен­но, то про­цесс будет изо­тер­ми­че­ским, газ все время будет успе­вать вы­рав­нять свою тем­пе­ра­ту­ру с тем­пе­ра­ту­рой окру­жа­ю­щей среды. Если же сжати про­во­дить и не очень быст­ро, и не очень мед­лен­но, то про­цесс будет очень силь­но за­ви­сеть от того, как имен­но сжи­ма­ем, от теп­ло­про­вод­ных свойств сте­нок на­со­са.