3.4. Адіабатний процес

Адіабатним (ізоентропним) називається процес, який протікає без теплообміну з навколишнім середовищем, з постійною ентропією S=const. У P-V координатах адіабата являє собою нерівнобічну гіперболу, показник адіабати .

Процеси: 1-2 – розширення, - стиснення.

2. ls=Δu;

3. q_s=0.

6. .

7. Схема енергобалансу: робота здійснюється за рахунок зменшення внутрішньої енергії.

3.5. Політропний процес

Політропним називається процес, який протікає з постійною теплоємністю =const і підкоряється рівнянню Pvⁿ=const, де n-показник політропи.

Області: I÷IV – розширення робочого тіла, позитивна робота; V÷VIII – стиск робочого тіла, негативна робота; I÷III,VIII – підведення теплоти; IV÷VIII – відведення теплоти; VII, VIII, I, II – підвищення температури тіла; III, IV, V, VI – зниження температури тіла.
В залежності від величини n поле діаграми P-v і T-S ділиться на вісім частин. Усі процеси починаються в точці А.

4. Термодинамічні процеси в реальних газах і парі

4.1. Властивості реальних газів

Реальним газом (РГ) називається газ, між молекулами якого існують сили тяжіння і відштовхування, а молекули й атоми цього газу мають масу і об'єм. При високому тиску Р і низьких температурах T властивості РГ відхиляються від властивостей ідеальних газів (ІГ). Істотною відмінністю є те, що РГ може перебувати в газоподібному, рідкому і твердому стані. Згідно правил фаз Гіббса для чистої речовини в однофазному стані незалежно можуть змінюватися два параметри (наприклад Р і T), в двофазному стані – тільки один (наприклад, або T, або Р), в трифазному стані три фази можуть знаходиться в рівновазі при цілком визначених Р і T. Відмінність властивостей РГ від ІГ визначається по коефіцієнту стисливості .

Для ідеального газу Z=1, для реального .

Рівняння стану Ван-дер-Ваальса:

а, b – постійні коефіцієнти, які залежать від природи газу;

v – власний об'єм молекул;

- внутрішній тиск.

Приведене рівняння Ван-дер-Ваальса:

.

2. Фазові переходи

Рівноважне співіснування декількох, дотичних між собою фаз речовин, які переходять одна в одну, називається фазовою рівновагою. Перехід речовини з однієї фази в іншу називається фазовим переходом. Перехід з твердої фази в рідку – плавлення. Перехід з рідкої фази в пароподібну: випаровування – пароутворення з поверхні рідини, кипіння – бурхливе пароутворення в об'ємі з паровими міхурами. Перехід з пароподібного стану в рідкий – конденсація. Перехід з твердої фази у пароподібну – сублімація. Криві фазових переходів зображаються в P-t діаграмі.

Рівноважні криві: АВ – плавлення; АК – пароутворення; АС – сублімація. Точка, у якій речовина існує в трьох агрегатних станах, називається потрійною точкою (т.А). Лінія пароутворення закінчується критичною точкою К. Її параметри. У цій точці: Питомий об'єм рідини і газу рівні один одному. Рідина переходить в пару минувши двофазний стан. Ніяким зусиллям стиснення неможливо сконденсувати пару.

Теплота, що витрачається на перехід 1 кг речовини з одного агрегатного стану в інший називається теплотою фазового переходу. Вона витрачається на руйнування кристалічних грат, на розрив зв'язку між молекулами. Розрізняють теплоту плавлення, сублімації і паротворення ( ).