Термодинамические процессы идеальных газов

Термодинамические процессы идеальных газов

Характеристики основных видов термодинамических процессов идеальных газов при изменениях таких параметров, как температура, объем, давление и производимая газом работа.
Виды процессов. Основными процессами в технической термодинамике, весьма важными и в теоретическом, и в прикладном отношениях, являются:
изохорный – протекающий при постоянном объеме;
изобарный – протекающий при постоянном давлении;
изотермический – протекающий при постоянной температуре;
адиабатный – при котором отсутствует теплообмен с окружающей средой;
политропный – удовлетворяющий уравнению pvⁿ = const.
Первые четыре процесса являются частными случаями политропного процесса.
При исследовании этих процессов определяют уравнение процесса в координатах p, v и T, s,связь между параметрами состояния газа, измерение внутренней энергии, величину внешней работы и количество отведенной теплоты.
Изохорный процесс. При изохорном процессе выполняется условие dv = 0 или v = const.Из уравнения идеального газа следует, что
p/T = R/v = const
т.е. давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:
p₂/p₁ = T₂/T₁.

рис. 2.4 Изохорный процесс на p - v и T - s диаграммах (а, в) и схема энергобаланса (б)
Графики процесса на p – v и T – s – диаграммах, а также схема энергобаланса представлены на рисунке. Работа расширения в этом процессе равна нулю, так как dv = 0. Количество теплоты, подведенной к рабочему телу в процессе 1 – 2 при c_v = const, определяется из соотношения

Так как l = 0, то в соответствии с первым законом термодинамики
Δu = q и Δu = c_v(T₂ – T₁) при p = const.