4 Термодинамические процессы газов

Изменение состоянии тела при взаимодействии его с окружающей средой называется термодинамическим процессом. В общем случае термодинамическом процессе могут изменяться все параметры состоя­ния. В технической термодинамике рассматриваются следующие основные процессы:

изохорный - при постоянном объеме (V=const);

изобарный - при постоянном давлении (р =const);

изотермический - при постоянной температуре (Т=const);

адиабатный - без теплообмена (q=const);

политропный- ( =const);

где n - показатель политропы.

Изменение внутренней энергии в термодинамических процессах с идеальным газом:

4.1

Изменение энтальпии в любом термодинамическом процессе с идеальным газом:

4.2

Изохорный процесс. Зависимость между основными параметрами состояния подчиняется закону Шарля

4.3

В изохорном процессе газ работу не совершает и вся теплота идет на изменение внутренней энергии.

Изобарный процесс. Зависимость между основными параметрами состояния выражается уравнением закона Гей-Люссака

4.4

Работа изменения объема 1кг газа

4.5

или

4.6

Для любой массы газа

4.7

или

4.8

Количество теплоты процесса

4.9

где V₀-объем газа при нормальных физических условиях.

Зависимость между основными параметрами выражается уравнением Бойля-Мариотта:

4.10

Работа единицы массы идеального газ определяется по уравнениям:

4.11

4.12

4.13

4.14

Работа совершенная m кг газа равно

4.15

В изотермическом процессе изменение внутренней энергии равно нулю, поэтому

4.16

Адиабатный процесс. Уравнение процесса ,

где - показатель адиабаты.

Зависимость между основными параметрами

4.17

Работа единицы массы рабочего тела:

4.18

4.19

4.20

Работа любой массы газа:

4.22

В адиабатном процессе и уравнение_: первого закона термодинамики

принимает вид , т.е. работа в адиабатном процессе совершается за счет уменьшения внутренней энергии.

Политропный процесс. Уравнение политропы, ,

где -показатель политропы.

Показатель политропы может меняться от .

Характеристикой политропного процесса является величина

4.23

Которая может быть определена из выражения

4.24

Зависимость между основными параметрами состояния, работа изменения объема газа определяется по формулам, аналогично 4.17… 4.21, но вместо показателя адиабаты применяется показатель политропы.

Количество теплоты политропного процесса:

4.25

4.26