Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Изопроцессы- равновесные процессы, в которых один из основных параметров поддерживается постоянным

Название процесса	Условие процесс са	Закон	P, V-диаграмма	Первое начало термодинамики применительно к процессу	Изменение внутренней энергии dU	Работа A
Изотермический	T= const	pV= const		δQ = δA	0
Изохорный	V= const	= const		δQ = dU		∂A=0 ∂A= pdV =0 (газ не совершает работы над внешними телами)
Изобарный	P= const	= const		δQ =dU+ δA
Адиабатный	δQ=0	= const		δQ = -dU
Полит Роп ный	C = const	= const		δQ = dU + δA

Адиабатный процесс

Адиабатический процесс - это такое изменение состояний газа, при котором он не отдает и не поглощает извне теплоты. Следовательно, адиабатический процесс характеризуется отсутствием теплообмена газа с окружающей средой. Адиабатическими можно считать быстро протекающие процессы. Так как передачи теплоты при адиабатическом процессе не происходит, то δQ=0 и уравнение I начала термодинамики принимает вид

δA+dU=0 или δA=-dU

Т.е. в случае адиабатного процесса система совершает работу за счет убыли внутренней энергии системы.

- уравнение Пуассона

В других переменных: = const и

Показатель адиабаты:

Если газ адиабатически расширяется от объема V1 до V2, то его температура уменьшается от T1 до T2 и работа расширения идеального газа

или где

Поскольку при адиабатном сжатии температура газа повышается, то давление газа с уменьшением объема растет быстрее, чем при изотермическом процессе. Понижение температуры газа при адиабатном расширении приводит к тому, что давление газа убывает быстрее, чем при изотермическом расширении.

График адиабатного процесса в координатных осях p, V представлен на рисунке. На том же рисунке для сравнения приведен график изотермического процесса.

Политропный процесс

Процесс, в котором теплоемкость остается постоянной, называется политропным.

Исходя из первого начала термодинамики при условии постоянства теплоемкости (C=const) можно вывести уравнение политропы:

где n=(С—Сp)/(С—СV)—показатель политропы.

Очевидно, что при С=0, n=γ, получается уравнение адиабаты;

при С = 0, n = 1 — уравнение изотермы;

при С=Сp, n=0 —уравнение изобары,

при С=СV, n=±∞ — уравнение изохоры.

Таким образом, все рассмотренные процессы являются частными случаями политропного процесса.