20.Основные законы идеального газа. Изопроцессы.

1)При изучении свойств рабочего тела а технической термодинамике вводят понятие идеального газа. Под идеальным газом понимают такой газ, у которого отсутствуют силы сцепления между молекулами, а молекулы представляют собой материальные точки, объём которых бесконечно мал по сравнению с объёмом, занимаемым газом. Реальный газ отличается от идеавльного тем, что у него молекулы имеют конечный объём и между ними действуют силы сцепления.

Газообразные продукты сгорания топлива, являясь рабочим телом в д. в. с. по своим свойствам близки к идеальным газам, поэтому в тепловых расчётах допустимо считать газообразные продукты сгорания идеальными газами.

З а к о н Б о й л я - М а р и о т т а.

При постоянной температуре удельные объёмы идеального газа обратно пропорциональны давлениям, т. е. приТ = const:

v1/v2 = p2/p1,

где v1 и v2 - удельные объемы газа в начальном и конечном состояниях; р1 и р2 - абсолютные давления газа в начальном и конечном состояниях.  Из равенства следует

р1v1 = p2v2 = рv = const.

З а к о н Г е й - Л ю с с а к а.

При постоянном абсолютном давлении удельные объемы идеального газа прямо пропорциональны абсолютным температурам, т. е. при р = соnst:

v1/v2 = T1/T2.

Из равенства получаем

v1/T1 = v2/T2 = v/T = const.

З а к о н А в о г а д р о.

Все идеальные газы при одинаковых температурах и давлениях содержат в равных объемах одно и то же число молекул.  Из закона Авогадро следует, что плотности газов, находящихся при одинаковых температурах и давлениях, прямо пропорциональны их молекулярным массам:

p1/p2 = n1/n2,

Так как плотности газов обратно пропорциональньт их удельным объемам, то равенство можно записать в следующем виде:

v2/v1 = n1/n2

или

n1v1 = n2v2 = nv = const.

Произведение nv есть объем одного киломоля. Киломолем (кмоль) называют количество вещества, масса которого в килограммах численно равна его молекулярной массе. Киломоли различных идеальных газов при одинаковых температурах и давлениях занимают одинаковые объемы.  Объем одного киломоля при нормальных условиях для всех газов равен 22,4 м3/кмоль, т. е. nv = 22,4 м3/кмоль.

2) Изобарный процесс

Изобарный процесс (— процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении (P = const)

Зависимость объёма газа от температуры при неизменном давлении была экспериментально исследована в 1802 году Жозефом Луи Гей-Люссаком. Закон Гей-Люссака: При постоянном давлении и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, отношение объёма газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным: V/T = const.

Изохорный процесс

Изохорный процесс— процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном обьеме (V = const). Для идеальных газов изохорический процесс описывается законом Шарля: для данной массы газа при постоянном объеме, давление прямо пропорционально температуре:

Линия, изображающая изохорный процесс на диаграмме, называется изохорой.

ещё стоит указать что поданная к газу энергия расходуется на изменение внутренней энергии то есть Q = 3* ν*R*T/2=3*V*ΔP, где R — универсальная газовая постоянная, ν количество молей в газе, T температура в Кельвинах, V объём газа, ΔP приращение изменения давления. а линию, изображающая изохорный процесс на диаграмме, в осях Р(Т), стоит продлить и пунктиром соединить с началом координат, так как может возникнуть недопонимание.