Tarkib: Formulalar va tenglamalar

Ideal gazdagi izobarik jarayonlar

Vaziyatning ideal gaz tenglamasi ahamiyat o'zgaruvchilari bilan bog'liq: bosim P, V hajm va T harorat:
P.V = n .R.T
Bu erda n mollar sonini bildiradi va R ideal gaz konstantasi (barcha gazlar uchun amal qiladi), u Baltzman konstantasini Avogadro soniga ko'paytirish yo'li bilan hisoblab chiqiladi, natijada:
R = 8,31 J / mol K
Bosim doimiy bo'lsa, holat tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:
V / T = nR / P
Ammo nR / P doimiy, chunki n, R va P bo'ladi. Shunday qilib, tizim 1 holatdan 2 holatga o'tganda, quyidagi nisbat paydo bo'ladi, shuningdek, Charlz qonuni deb ham ataladi:
V₁/ T₁ = V₂/ T₂
O'rniga almashtirish W = PΔV, 1-holatdan 2-holatga o'tish uchun qilingan ish, doimiylik va harorat o'zgarishi jihatidan, termometr bilan o'lchash oson:
V_1→2 = nR (T₂ - T₁) = nR.ΔT
Boshqa tomondan, termodinamikaning birinchi qonuni:
DU = Q - V
Demak, gazga ma'lum miqdorda issiqlik Q qo'shilsa, ichki energiya DU ko'payadi va uning molekulalarining tebranishlari ko'payadi. Shu tarzda, gaz kengayadi va biz yuqorida aytib o'tganimizdek, pistonni harakatga keltirib ishlaydi.
Monatomik ideal gazda va uning molekulalarining kinetik energiyasini ham, potentsial energiyasini ham o'z ichiga olgan ichki UU energiyasining o'zgarishi quyidagicha:
DU = (3/2)nR ΔT
Va nihoyat, biz olgan iboralarni biriga birlashtiramiz:
Q= DU + W = (3/2)nR ΔT+ nR DT = (5/2) nR ΔT
Shu bilan bir qatorda Q massani m, harorat farqi va yangi doimiy deb nomlangan holda qayta yozish mumkin gazning o'ziga xos issiqligi doimiy bosim ostida, qisqartirilgan v_p, uning birliklari J / mol K:
Q = m c_p .T
Misollar
Hamma izobarik jarayonlar ham yopiq idishlarda olib borilmaydi. Darhaqiqat, har qanday son-sanoqsiz termodinamik jarayonlar atmosfera bosimida sodir bo'ladi, shuning uchun izobarik jarayonlar tabiatda juda tez-tez sodir bo'ladi. Bunga Yer yuzidagi fizikaviy va kimyoviy o'zgarishlar, atmosferaga ochiq kemalardagi kimyoviy reaktsiyalar va boshqa ko'p narsalar kiradi.
Yopiq tizimlarda izobarik jarayonlar sodir bo'lishi uchun ularning chegaralari o'zgaruvchan bosimsiz hajm o'zgarishiga imkon beradigan darajada egiluvchan bo'lishi kerak.
Bu gazning kengayishi bilan osongina harakatlanadigan piston tajribasida sodir bo'ldi. Bu partiyani yoki issiq havo baloniga gazni yopish bilan bir xil.
Bu erda izobarik jarayonlarning bir nechta namunalari mavjud: