Тогда для произвольной массы газа получим

dQ=dU= . (2.13)

Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа при расширении объема от V₁ до V₂ равна

(2.14)

и определяется площадью прямоугольника, выполненного в цвете на рис. 60. Если использовать уравнение Клапейрона - Менделеева для выбранных нами двух состояний, то

Тогда выражение (2.14) для работы изобарного расширения примет вид

. (2.15)

Рис. 60

Из этого выражения вытекает физический смысл молярной газовой постоянной R: если Т₂-T₁ =1 К, то для 1 моля газа R = А, т.е. R численно равна работеизобарного расширения 1 моля идеального газа при нагревании его на 1 К.

В изобарном процессе при сообщении газу массой m количества теплоты

его внутренняя энергия возрастает на величину (согласно формуле (2.9)).

.

При этом газ совершит работу, определяемую выражением (2.14).

Изотермический процесс (T=const). Изотермический процесс описывается законом Бойля - Мариотта: PV=const.

Диаграмма этого процесса (изотерма)в координатах р, V представляет собой гиперболу (рис. 46), расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходил процесс.

Исходя из выражений (2.5) и (2.9) найдем работу изотермического расширения газа:

.

Так как при T=const внутренняя энергия идеального газа не изменяется

то из первого начала термодинамики (dQ=dU+dA) следует, что для изотермического процесса

dQ=dA,

т.е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

. (2.16)
Следовательно, для того, чтобы при работе расширения температура не уменьшалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.

Дата добавления: 2014-11-16