Изобарный процесс.

Уравнение этого процесса в pv - координатах имеет вид p = const, а график процесса (изобара) изображается в виде горизонтальной линии.

Из уравнения состояния (3.1) следует и

т. е. отношение удельных объёмов равно отношению температур.

Работа расширения газа при p =const в уравнении (3.3) равна

А = р (v₂ - v₁) (3.9)

Воспользовавшись уравнением состояния (3.1), можно получить другую формулу для вычисления работы А= R (T₂-T₁) .

Отсюда следует физический смысл газовой постоянной, определяющий ее как работу, производимую 1кг газа при его изобарном нагреве на 1 градус.

Количество подведенной теплоты определяется уравнением

q = c_р (Т₂ - Т₁) (3.10)

В Ts – координатах изобарный процесс изображается логарифмической кривой, но эта кривая более пологая по сравнению с изохорой (1-2´).

Изотермический процесс.

Уравнение этого процесса в Ts - координатах имеет вид T = const, а график процесса (изотерма) изображается в виде горизонтальной линии.

Из уравнения (3.2) следует ∆u= 0.

Тогда согласно первому закону термодинамики (3.6) q = A, т.е. вся подводимая к газу теплота расходуется на совершение работы расширения.

Из уравнения состояния (3.1) следует , т.е. давление и удельный объём обратно пропорциональны друг другу. Поэтому вpv -координатах графиком изотермического процесса (изотермой) является равнобокая гипербола, для которой координатные оси служат асимптотами.

Адиабатный процесс.

Адиабатным называется процесс при отсутствии теплообмена газа с внешней средой dq = 0. По определению энтропии ds = , тогда иds = 0, т.е. адиабатный процесс одновременно ещё и изоэнтропийный. График процесса (адиабата) в Ts - координатах изображается в виде вертикальной линии.

По первому закону термодинамики (3.7) ∆u = - A, т.е. работа расширения совершается только за счёт уменьшения внутренней энергии.

Уравнение этого процесса в pv - координатах имеет вид pv^к = const, (3.11)

где параметр k = называется показателем адиабаты. Поскольку c_p > c_v, то величина k > 1. На рабочей pv – диаграмме адиабата падает более круто по сравнению с изотермой при увеличении v.

Работа газа в адиабатном процессе определена из первого закона термодинамики

A = с_v (Т₁-Т₂). (3.12)

Политропный процесс.

Политропным называется процесс, в котором удельная теплоёмкость газа остаётся постоянной, т.е. c = const. Уравнение политропного процесса (политропы):

pvⁿ= const (3.16)

где коэффициент n = называется показателем политропы.

Теплоёмкость в политропном процессе c = c_v

Политропный процесс есть обобщенный случай всех рассмотренных выше изопроцессов:

при n = 0 p = const – изобарный процесс;

при n = 1 pv = const – изотермический процесс;

при n = k pv^к = const – адиабатный процесс;

при n = v = const – изохорный процесс.

Процесс	Изменение энтропии	Количество теплоты	Изменение внут- ренней энергии	Работа процесса
	Δs	q,	Δu	A
	кДж/кг*К	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг
Изохорный v = const	Δs12=cvln	q12=Δu12	Δu12=cv(T2–T1)	0
Изобарный p = const	Δs12=cpln	q12=Δu12+A12	Δu12=cv(T2–T1)	А12=R(T2–T1)
Изотермический Т = const	Δs12=Rln	q12=A12	0	A12=RT3ln
Адиабатный pvk = const	0	0	Δu12=cv(T2–T1)	А12= - ΔU12
Политропный pvn= const	Δs12=cvln	q12=Δu12+A12	Δu12=cv(T2–T1)	А12=