Изопроцессы. Изохорный, изобарный, изотермический.

Изопроцессы

Для равновесных процессов изменения состояния газа первое начало термодинамики можно записать в виде

. (6.4)

Примение этого уравнения совместно с уравнением (5.5) Менделеева-Клапейрона позволяет получить законы и уравнения изопроцессов для идеального газа.

Изохорный процесс (). Давление данной массы газа при постоянном объёме возрастает линейно с ростом температуры:

. (6.5)

Первое начало термодинамики имеет вид:

(6.6)

где – молярная теплоёмкость газа при постоянном объёме.

При изохорном нагревании газа от температуры до температуры изменение внутренней энергии газа и сообщённая ему теплота равны:

. (6.7)

Для любого равновесного процесса первый закон термодинамики можно записать в виде:

. (6.8)

Для 1 моля газа

. (6.9)

Изобарный процесс (). Изобарный процесс практически осуществляется, например, при нагревании или охлаждении газа, находящегося в цилиндре с подвижным поршнем, на который действует постоянное внутреннее давление. Объём данной массы газа при постоянном давлении возрастает линейно с ростом температуры:

. (6.10)

Элементарная теплота , сообщаемая газу в изобарном процессе, равна

, (6.11)

где – молярная теплоемкость газа при постоянном давлении, которую также называют изобарной теплоемкостью.

Работа, совершаемая газом при изобарном процессе расширения 1-2

. (6.12)

Изотермический процесс (). Изотермический процесс расширения или сжатия газа может происходить в условиях, когда теплообмен между газом и внешней средой осуществляется при постоянной разности температур. В уравнении состояния идеального газа (5.4) при изотермическом процессе все величины, стоящие справа, постоянные. Следовательно,

. (6.13)

Внутренняя энергия идеального газа в этом процессе () не изменяется, поэтому вся теплота, сообщаемая газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

. (6.14)

Поскольку в данном процессе , то и и

. (6.14а)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: