20. Изотермалы процесс
Изотермалы процесте температура тұрақты болғандықтан pv=RT=const, сондықтан да
p2/p1=v1/v2 (4.13)
демек, газдың қысымы оның меншікті көлеміне кері пропорционал болады (Бойль-Мариотт заңы).
Изотермалы процестің pv-координатындағы графигі (4.3) теңдеуінен байқалатындай теңбүйірлі гипербола болады (4.3-сурет).
Процестегі жұмыс
(4.14)
Температура өзгермегендіктен идеалды газдың ішкі энергиясы аталған процесте тұрақты болып қалады (Δu=0), ал газға берілген барлық жылулық мөлшері толығымен ұлғаю жұмысына айналады
q=l (4.15)
Газды изотермиялық сығымдауда одан сығылу жұмысына тең жылулық мөлшері бұрып әкетіледі.
(3.3) және (4.13) теңдеулері бойынша изотермалық процесте энтропияның өзгеруі былай табылады:
(4.16)
(2.19) өрнегіне сәйкес изотермалық процесте жылусыйымдылық ст=±∞.
21. Адиабатты процесс
Қоршаған ортамен жылу алмасусыз өтетін процесс адиабатты процесс деп аталады. Бұл процесс үшін dq=0, демек q=0. осы аталған процесті іске асыру үшін газды адиабатты қабыққа салып жылуоқшаулау керек немесе газдың қоршаған ортамен жылу алмасуын үлгермейтін етіп процесті өте жылдам өткізу керек.
Термодинамикалық бірінші заңын адиабатты процесс үшін жазсақ, онда
cpdT-vdp=0.
cvdT+pdv=0.
Бірінші теңдеуді екіншісіне бөлсек, онда
немесе
мұндағы k=cp/cv. Егер k=const болса, интегралдау арқылы алатынымыз
және
kln(
)=ln(
)
Потенцияласақ
немесе
(4.17)
Сонымен адиабата теңдеуі мынадай түрге ие болады
pk=const (4.18)
мұндағы k=cp/cv шамасы адиабат көрсеткіші деп аталады, оның мәні молекулалардың еркіндік дәрежелерінің санына байланысты анықталады. Мысалы, біратомды газ үшін k=1,66, екіа\томды үшін - k=1,4, үш және көпатомды газдар үшін k=1,33.
22. Политропты процесс
Политроптық процесс деп
pvn=const (4.24)
теңдеуі арқылы өрнектелетін процесті айтады.
Мұндағы политроптық көрсеткіш n -∞ -тен +∞ -ке дейінгі кез келген мәнге ие болатын, бірақ берілген процесте тұрақты болатын санды айтады.
Адиабатты процеске сәйкес политропты процесте де p, v және T параметрлерінің арасындағы байланыс төмендегіше табылады
(4.25)
(4.26)
(4.27)
Газдың политропты процесіндегі ұлғаю жұмысы
.
Келтірілген өрнекті (4.25)-(4.27) теңдеулерін пайдаланып интегралдасақ – p=p1(v1/v2)n, онда
(4.28)
Идеалды газ үшін (4.28) теңдеуін былайша түрлендіруге болады
(4.29)
(4.30)
(4.31)
Термодинамиканың бірінші заңының теңдеуіне сәйкес процестегі жұмыстық денеге әкелінген (немесе бұрып әкетілген) жылулық мөлшері
q=(u2-u1)+l
мұндағы
u2-u1=cv(
)
және
болғандықтан, жоғарғы теңдеуге мәндерін қойсақ, онда
(4.32)
Демек
(4.33)
Идеал газдың политроптық процестегі жылусыйымдылығын бейнелейді.
Егер
,
және
n=const болса, онда сп=const,
сондықтан политропты процесс деп кейде
тұрақты жылусыйымдылықта өтетін процесті
айтады.
Энтропияның өзгеруі
(4.34)