Навигация

Изобарный процесс

Изобарный процесс (др.-греч. ἴσος «одинаковый» и βάρος «тяжесть») — термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном давлении и постоянной массе идеального газа. В турбореактивном двигателе процессы горения топрива в основной и форсажной камере сгорания с достаточной точностью можно считать изобарными.

Согласно закону Гей-Люссака, при изобарном процессе в идеальном газе \frac{V}{T} = \mathrm{const}.

Исследуйте модель изобарного процесса, нажимая кнопки управления моделью.

Модель 1 - Изобарный процесс

Термодинамика процесса

Работа, совершаемая газом при расширении или сжатии газа, равна A = P\Delta V.

Количество теплоты, получаемое или отдаваемое газом, характеризуется изменением энтальпии: \delta Q = \Delta I = \Delta U + P\Delta V.

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении обозначается как C_p. В идеальном газе она связана с теплоёмкостью при постоянном объёмесоотношением Майера C_p = C_v + R.

Молекулярно-кинетическая теория позволяет вычислить приблизительные значения молярной теплоёмкости для различных газов через значениеуниверсальной газовой постоянной:

  • для одноатомных газов C_p = \frac{5}{2}R, то есть около 20.8 Дж/(моль·К);
  • для двухатомных газов C_p = \frac{7}{2}R, то есть около 29.1 Дж/(моль·К);
  • для многоатомных газов C_p = 4R, то есть около 33.3 Дж/(моль·К).

Теплоёмкости можно также определить исходя из уравнения Майера, если известен показатель адиабаты, который можно измерить экспериментально (например, с помощью измерения скорости звука в газе или используя этот метод Клемана — Дезорма).

Изменение энтропии при квазистатическом изобарном процессе равно \Delta S = \int\limits_{U_1}^{U_2} \frac{dU}{T} . В случае, если изобарный процесс происходит в идеальном газе, то dU = d(\nu C_v T + \nu RT) = \nu (C_v + R) dT = \nu C_p dT, следовательно, изменение энтропии можно выразить как \Delta S = \int\limits_{T_1}^{T_2}\nu C_p \frac{dT}{T}.

 

Быстрые ссылки по разделам сайта