Изотермический, изохорный и изобарный процессы(уч.10кл.Стр.252-257, 265-267, 270-271)
Изотермический процесс. Закон Бойля-Мариотта. График процесса
Изобарный процесс. Закон Гей-Люссака. График процесса
Изохорный процесс. Закон Шарля. График процесса
См.выше Работа газа при изопроцессах (уч.10кл.стр.265-267)
Первый закон термодинамики для изопроцессов на примере поршня.
(изотермический, изохорный, изобарный процессы)
Графики процессов и их физический смысл
Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют газовыми законами. А процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, - изопроцессами.
Изопроцесс – термодинамический процесс, протекающий в системе с неизменной массой при постоянном значении одного из макроскопических параметров системы.
Между тремя основными параметрами состояния тела существует связь, называемая – уравнением состояния идеального газа Клайперона-Менделеева:
pV = RT
Изотермический процесс T = const
Изотермический процесс – Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре.
Для поддержания температуры газа постоянно необходимо, чтобы он мог обмениваться теплотой с большой системой – термостатом.
Закон Бойля-Мариотта:
Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется
p1V1 = p2V2 при T=const (pV = const = RT )
Изотерма график изменения макроскопических параметров газа при изотермическом процессе.
Изобарный процесс P = const
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении.
= const = V = const * T
Закон Гей-Люссака:
Объем газа данной массы при постоянном давлении пропорционален термодинамической температуре.
Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется.
= при p = const .
Изобара – график изменения макроскопических параметров газа при изобарном процессе.
Различным давлениям соответствует разные изобары.
В области низких температур все изобары идеального газа сходятся в точке Т=0.
Но это не означает, что объем реального газа действительно обращается в нуль. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния идеального газа неприменимо.
Изобарным можно считать расширение газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем. Постоянство давления в цилиндре обеспечивается атмосферным давлением на внешнюю поверхность поршня.
Изохорный процесс V = const
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме.
= const = p = const *T при V = const
Закон Шарля:
Для газа данной массы отношение давления газа к его термодинамической температуре постоянно.
Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется
= при V = const .
Изохора – график изменения макроскопических параметров газа при изохорном процессе.
В соответствии с уравнением p= const·T все изохоры начинаются в точке Т=0.
Значит, давление идеального газа при абсолютном нуле равно нулю.
Увеличение давления газа в любой емкости или в электрической лампочке при нагревании является изохорным процессом.
Изохорный процесс используется в газовых термометрах постоянного объема.
При изохорном нагревании газа за счет подводимого к нему тепла средняя квадратичная скорость молекул и соответственно температура и давление газа возрастают.