Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс. Политропный процесс

1. Изотермический процесс. Изменение внутренней энергии при изотермическом процессе не происходит. Все количество теплоты, переданное системе, согласно формуле (19), идет на совершение работы: .

Полная работа , совершаемая газом при изменении его объема от до :

.

2. Изобарный процесс - процесс, протекающий при постоянном давлении. Первое начало термодинамики для изобарного процесса:

.

3. Изохорный процесс. При изохорном процессе газ не совершает работы. Первое начало термодинамики для изохорного процесса: .

Изменение внутренней энергии системы при изохорном процессе:

.

4. Адиабатный процесс - процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой (). Все быстропротекающие процессы можно отнести к адиабатным.

Адиабатный процесс описывается уравнением Пуассона, которое в переменных , , имеет вид соответственно:

,

, .

Диаграмма адиабатического процесса (адиабата) в координатах (p,V) изображается более крутой гиперболой, чем изотерма (рис. 15). Это объясняется тем, что при адиабатическом сжатии увеличение давления газа обусловлено не только уменьшением его объема, как при изотермическом сжатии, но и повышением температуры. Первое начало термодинамики для адиабатного процесса (внешняя работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы):

, или .

5. Политропный процесс – процесс, в котором теплоемкость остается постоянной:

,

где - показатель политропы.

.

Из уравнения политропы получаются уравнения рассмотренных выше процессов:

изобарный процесс: , ;

изотермический процесс: , ;

адиабатный процесс: , ;

изохорный процесс: , .