Основные термодинамические процессы идеального газа

где:

•  — его объём,
•  — показатель адиабаты,
• и  — теплоёмкости газа соответственно при постоянном давлении и постоянном объёме.

 

График адиабаты (жирная линия) на диаграмме для газа. 
p — давление газа; 
V — объём.

С учётом уравнения состояния идеального газа уравнение адиабаты может быть преобразовано к виду:

,

где T — абсолютная температура газа. Или к виду:

Поскольку всегда больше 1, из последнего уравнения следует, что при адиабатическом сжатии (то есть при уменьшении V) газ нагревается (T возрастает), а при расширении — охлаждается, что всегда верно и для реальных газов.

7. Политропный процесс

Политропный процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость c газа остаётся неизменной. Предельными частными явлениями политропного процесса являются изотермический процесс и адиабатный процесс. В случае идеального газа изобарный процесс и изохорный процесс также являются политропическими.

Для идеального газа уравнение политропы может быть записано в виде:

pVⁿ = const,

где величина   называется показателем политропы.

В зависимости от процесса можно определить значение n:

1. Изотермический процесс: n = 1, так как PV¹ = const, значит PV = const, значит T = const.

2. Изобарный процесс: n = 0, так как PV⁰ = P = const.

3. Адиабатный процесс: n = γ, это следует из уравнения Пуассона.

Здесь γ — показатель адиабаты.

4. Изохорный процесс:  , так как , значит P₁ / P₂ = (V₂ / V₁)ⁿ, значит V₂ / V₁ = (P₁ / P₂)^{(1 / n)}, значит, чтобы V₂ / V₁ обратились в 1, n должна быть бесконечность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Результаты анализа  термодинамических процессов в  идеальном газе широко используются для описания процессов, происходящих в реальных газах, например, при анализе эффективности циклов тепловых двигателей, при описании процессов во влажном воздухе и в других технических задачах.

Описание изучаемых  процессов основывается главным  образом на параметрах состояния  термодинамической системы, уравнении состояния идеального газа и первом законе термодинамики. Остальные результаты получены с помощью последовательных рассуждений и соответствующих математических операций. Поэтому хорошее усвоение сведений о параметрах состояния термодинамической системы и особенностях термодинамических процессов в идеальном газе дает хорошую основу для усвоения всего курса «Техническая термодинамика», а также других учебных дисциплин специальности «Промышленная теплоэнергетика и теплотехника».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

1. Литвин,  А.М.  Техническая   термодинамика:  учеб.  пособие / А.М.Литвин. -2-е изд., перераб. и доп. –М. -Л.: Гос. энергет. изд-во, 1973.- 388 с.

2. Теплотехника:  учебник   для  техн.  спец.  вузов/ под ред. В.И. Крутова. -М.: Машиностроение, 1986. - 426 с.

3. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача: учеб.  пособие /  В.В.  Нащокин. -3-е  изд.,  испр.  и  доп. -М.: Высш. шк., 1980.472с.

4. Чечеткин, А.В. Теплотехника: учебник / А.В. Чечеткин, Н.А. Занемонец. - М.: Высш. шк., 1986. - 344 с.

5. Теплотехника: учебник  / под ред. А.П. Баскакова. - 2-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1991. - 224 с.

6. Рабинович, О.М. Сборник   задач  по  технической  термодинамике: учеб. пособие для техникумов / О.М. Рабинович. - 5-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1973. - 344 с.

7. Рипс,  С.М.  Основы  термодинамики  и  теплотехники /  С.М.Рипс. - М.: Высш. шк., 1968. - 344 с.

8. Кириллин, В.А. и др. Техническая  термодинамика:  учебник/ В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. - 4-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1983. - 416 с.

9. Лариков, Н.Н. Теплотехника: учебник для вузов. / Н.Н. Лариков. -3-е изд.,  перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1985.- 432 с.

10.  Вукалович,  М.П.  Термодинамические  свойства  воды  и водяного пара: учеб. пособие для вузов / М.П. Вуалович. - 5-е изд. -М.: Машгиз, 1955. -89с.