Изотермический и адиабатный процесс

Изотермический процесс — термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре.
Изотермы для идеального газа нa P-V диаграмме

Рис.1.1. Изотермы для идеального газа нa P-V диаграмме
Для осуществления изотермического процесса систему обычно помещают в термостат (массивное тело, находящееся в тепловом равновесии), теплопроводность которого велика, так что теплообмен с системой происходит достаточно быстро по сравнению со скоростью протекания процесса и температура системы в любой момент практически не отличается от температуры термостата. Можно осуществить изотермический процесс иначе — с применением источников или стоков тепла, контролируя постоянство температуры с помощью термометров. К изотермическим процессам относятся, например, кипение жидкости или плавление твёрдого тела при постоянном давлении. Графиком изотермического процесса является изотерма.
В идеальном газе при изотермическом процессе произведение давления на объём постоянно (закон Бойля-Мариотта). Изотермы идеального газа в координатах p,V — гиперболы, расположенные на графике тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс (рис.1.1.).
При изотермическом процессе системе, вообще говоря, сообщается определённое количество теплоты (или она отдаёт теплоту) и совершается внешняя работа.
Работа, совершенная идеальным газом в изотермическом процессе, равна , где — число частиц газа, — температура, и — объём газа в начале и конце процесса, — постоянная Больцмана .
В твёрдом теле и большинстве жидкостей изотермические процессы очень мало изменяют объём тела, если только не происходит фазовый переход.
Первый закон термодинамики для изотермического процесса в идеальном газе записывается в виде:

Адиабатический процесс — термодинамический процесс в акроскопической системе, при котором система не получает и не отдаёт тепловой энергии. Адиабатический процесс является частным случаем политропного процесса. Адиабатические процессы обратимы, если их проводить достаточно медленно (квазистатически). В общем случае адиабатический процесс необратим.
Некоторые авторы называли адиабатическими только квазистатические адиабатические процессы. Линия, изображающая адиабатный процесс на какой-либо термодинамической диаграмме, называется адиабатой (рис.1.2.)
Адиабатический процесс
Рис.1.2.
Для адиабатического процесса первое начало термодинамики в силу отсутствия теплообмена (?Q = 0) системы со средой имеет вид

где:
• — изменение внутренней энергии тела,
• — работа, совершаемая системой
• — теплота, полученная системой
Основное уравнение термодинамики применительно к адиабатическому процессу записывается в дифференциалах как
,
где — дифференциальное выражение для работы, ai — внешние параметры, Ai — соответствующие им внутренние параметры. В частном случае, когда работа совершается через изменение объёма
, где p — давление.
Энтропия системы в адиабатическом процессе не меняется:

Рассказать друзьям

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий

Найти готовую работу