ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ

1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
К основным процессам относятся:
изохорный, протекающий при постоянном объеме v = const;
изобарный, протекающий при постоянном давлении p = const;
изотермический, протекающий при постоянной температуре T = const;
адиабатный, протекающий при отсутствии теплообмена с внешней средой S = const;
политропные, характеризующиеся постоянством теплоемкости в процессе cx = const.

Общий метод исследований процессов
Выводится уравнение кривой процесса на pv- и Ts-диаграммах;
Устанавливается зависимость между основными параметрами рабочего тела в начале и конце процесса;
Определяется изменение удельной внутренней энергии по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа:

или при постоянной теплоемкости:
4. Вычисляется работа изменения объема газа по основной формуле:
5. Определяется удельное количество теплоты, участвующее в процессе, по формуле:

6. Определяется изменение удельной энтальпии в процессе по формуле, справедливой для всех процессов идеального газа:
или для постоянной теплоемкости:
7. Определяется изменение удельной энтропии идеального газа по формулам:
Рассматриваемые процессы считаются обратимыми.

2. ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс, протекающий при постоянном объеме, называют изохорным: dv=0 или v=const.

(7.1)

Вся внешняя теплота расходуется только на изменение внутренней энергии тела

(7.2)
(7.3)

3. ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс, протекающий при постоянном давлении, называют изобарным ( dp=0 или p=const).

(7.4)
(7.5)
(7.6)

(7.7)
(7.8)
(7.9)

4. ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Процесс, протекающий при постоянной температуре, называют изотермическим (T=const, или dT=0). Кривая процесса называется изотермой
(7.10)

(7.11)
(7.12)
(7.13)

(7.14)

5. АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС
Процесс, протекающий без подвода и отвода теплоты, т. е. при отсутствии теплообмена рабочего тела с окружающей средой, называют адиабатным, а кривая этого процесса называется адиабатой.
или

(7.15)
или
и

(7.16)

(7.17)

(7.18)

6. ПОЛИТРОПНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Всякий процесс идеального газа, в котором удельная теплоемкость является постоянной величиной, называется политропным процессом, а линия процесса — политропой
Удельная теплоемкость политропного процесса сп может принимать самые разнообразные положительные и отрицательные значения от +∞ до -∞.
(7.19)

Вывод уравнения политпропного процесса
и

Уравнение политропного процесса:
(7.20)
Показатель политропы п принимает для каждого процесса определенное числовое значение. Для основных процессов: изохорных n=±∞, изобарных n=0, изотермических n=1 и адиабатных n=k.

(7.21)
Для изохорного процесса:
Для изобарного процесса:
Для изотермического процесса:
Для адиабатного процесса:
(7.22)

(7.23)

(7.24)
(7.25)
(7.26)

(7.27)

(7.28)

Политропный процесс на Ts-диаграмме