10 Вопрос. Изохорным

Изохорным называется равновесный процесс, протекающий при по­стоянном объеме. Линия, изображающая этот процесс графически, называ­ется изохорой и в координатах pu выражается уравнением 9 = const, т. е. в pu-диаграмме изохора представляет собой отрезок вертикальной прямой 1-2, соединяющий точки начального и конечного состояния газа

Связь между термическими параметрами начального и конечного со­стояния газа выражается законом Шарля, откуда видно, что изохоры нагревания направлены снизу вверх, а изохоры охлаждения - сверху вниз

для изохорного процесса, в котором d3 = 0, принимает вид

dq = du ,

Таким образом, в изохорном процессе вся подводимая теплота рас­ходуется на изменение внутренней энергии газа, а работа расширения рав­на нулю.

11. Изотермический

Изотермическим называется равновесный процесс, протекающий при постоянной температуре. Поскольку из закона Бойля - Мариотта следует, что

p9 = const,

то линия, изображающая изотермический процесс графически, и называет­ся изотермой, а в pu-диаграмме представляет собой гиперболу, соединяю­щую точки начального и конечного состояний газа. вся теплота, затрачиваемая на процесс, расходуется на совершение работы изменения объема газа.

12. Изобарный

Изобарным называется равновесный процесс, протекающий при посто­янном давлении. Линия, изображающая этот процесс графически, называется изобарой и в координатах pu выражается уравнением p = const, т. е. в pu-диаграмме изобара представляет собой отрезок горизонтальной прямой 1-2, соединяющий точки начального и конечного состояния газа.

Связь между термическими параметрами начального и конечного со­стояний выражается законом Гей – Люссака откуда видно, что изобара нагревания направлена слева направо, а изобара охлаждения - справа налево.

Таким образом, в изобарном процессе вся подводимая теплота рас­ходуется на изменение энтальпии газа.

Энтальпия является функцией состояния, и ее изменение не зависит от характера процесса, поэтому приведенные формулы справедливы для любого процесса.

выявить физический смысл посто­янной R: это работа расширения 1 кг идеального газа при изобарном на­гревании его на один градус.

13. Адиабатный

Адиабатным называется равновесный процесс, протекающий без те­плообмена между рабочим телом и окружающей средой. Уравнение адиа­баты (линии, изображающие адиабатный процесс графически) в pu-диаграмме может быть получено из аналитических выражений первого закона термодинамики, которые в данном случае принимают вид

dq = du + pd9 = c9dT + pd9 = 0

Cp_ = 9dp

c₉ = pd9

Это отношение представляет собой важную характеристику адиабат­ного процесса, обозначаемую буквой k. Таким образом,

ln p + k ln9 = const,

p9^k = const.

Полученное соотношение называется уравнением Пуассона и выра­жает аналитическую связь между параметрами р и 9 в адиабатном про­цессе, а потому представляет собой уравнение адиабаты в pu-диаграмме. Входящая в него величина k называется показателем адиабаты. Графиче­ски адиабата изображается линией 1-2, схожей с гиперболой, но располо­женной несколько круче.

В адиабатном процессе все три термических параметра (p,9, T) пе­ременны, поэтому связь между их значениями для начального и конечного состояния газа выражается тремя уравнениями.

а) Связь между параметрами р и 9.

б) Связь между параметрами Т и 9.

в) Связь между параметрами р и Т.

работа изменения объема в адиабатном процессе совершается за счет изменения внутренней энергии. Если газ расширяется и работа положительна, то внутренняя энергия уменьшается; если проис­ходит сжатие и работа газа отрицательна, то внутренняя энергия увеличи­вается. Поэтому адиабатное расширение сопровождается уменьшением температуры газа, а адиабатное сжатие - ее увеличением.