Изобарный процесс

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
График изобарического расширения газа от объёма V_a до V_b. AB здесь является изобарой.

Изобарный процесс (др.-греч. ἴσος «одинаковый» и βάρος «тяжесть») — термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном давлении и постоянной массе идеального газа.

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

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.

Теплоёмкость[править | править вики-текст]

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

Молекулярно-кинетическая теория позволяет вычислить приблизительные значения молярной теплоёмкости для различных газов через значение универсальной 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 метод Клемана — Дезорма).

Изменение энтропии[править | править вики-текст]

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}. Если пренебречь зависимостью C_p от температуры, то \Delta S = \nu C_p \ln \frac{T_2}{T_1}.

Литература[править | править вики-текст]

  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М., 2008. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.

См. также[править | править вики-текст]