Iзобаричний процес

Застосування першого закону термодинаміки до газових процесiв

У рiзних газових процесах нас цiкавитимуть насамперед робота газу, кiлькiсть одержаної ним теплоти і теплоємність. Для їх обчислення скористаємося першим законом термодинамiки для будь-якої маси m ідеального газу.

Характеристика процесу: р= соnst , dP=0.

Робота газу. Елементарна робота газу

.

Щоб визначити всю роботу в iзобаричному процесi, проiнтегруємо вираз елементарної роботи. При цьому тиск, як сталу величину, винесемо за знак iнтеграла:

(2.23)

Рис.2.9

Графiчно в координатнiй площинi р, V (рис.2.9) робота газу в iзобаричному процесi дорiвнює площi прямокутника, обмеженого графiком стану газу (iзобарою), вiссю об’ємiв й ординатами, що вiдповiдають тиску р для початкового i кiнцевого об’смiв газу.

Кiлькiсть теплоти. Щоб обчислити кiлькiсть теплоти, яку дiстає газ в iзобаричному процесi, проiнтегрусмо вираз:

(2.24)

Як бачимо, в iзобаричному процесi одержувана кiлькiсть теплоти бiльша вiд роботи газу: тут частина теплоти витрачається на збiльшення внутрiшньої енергії газу, температура якого пiдвищується.

Молярна теплоємність в ізобаричному процесі

. (2.25)

В результаті

(2.26)

Отриманий вираз називається рівнянням Майєра. Воно вказує на те, що завжди більше від С_v . Це тому, що під час нагрівання при сталому тиску потрібна додаткова кількість теплоти на виконання роботи розширення газу.