Изобарный процесс

Изобарным называется равновесный процесс, протекающий при постоянном давлении. Линия, изображающая этот процесс графически, называется изобарой и в координатах выражается уравнением p = const, т.е. в диаграмме изобара представляет собой отрезок горизонтальной прямой 1–2, соединяющий точки начального конечного состояния газа (рис. 4.2).

Связь между термическими параметрами начального и конечного состояний выражается законом Гей – Люссака

,

откуда видно, что изобара нагревания направлена слева направо, а изобара охлаждения – справа налево.

Аналитическое выражения первого закона термодинамики

для изобарного процесса принимает вид

.(4.6)

Таким образом, в изобарном процессе все подводимое тепло расходуется на изменение энтальпии газа.

Согласно определению теплоемкости

и , (4.7)

поэтому

и . (4.8)

Энтальпия является функцией состояния, и ее изменение не зависит от характера процесса, поэтому приведенные формулы справедливы для любого процесса.

В теплотехнических расчетах, как уже упоминалось, приходится учитывать зависимость теплоемкости от температуры, поэтому тепло изобарного процесса следует определять по формуле

, (4.9)

в которой значения теплоемкостей берутся из таблиц.

Величина работы изменения объема газа в изобарном процессе на основании формулы (1.11)

, (4.10)

а с учетом формулы (2.3)

. (4.11)

Последнее уравнение позволяет выявить физический смысл постоянной R: это работа расширения 1 кг идеального газа при изобарном нагревании его на один градус.

Дата добавления: 2014-01-03