Ізотермічний процес

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Ізотермі́чний проце́с — це фізичний процес, під час якого температура не змінюється.

Ізотермічний процес відбувається достатньо повільно для того, щоб температура підтримувалася сталою завдяки теплообміну із середовищем. При ізотермічному стисненні тіло віддає тепло в середовище, при ізотермічному розширенні - вбирає тепло із середовища.

[ред.] Теорія ізотермічного процесу для ідеального газу

Згідно з рівнянням стану ідеального газу (або рівняння Клапейрона-Менделеєва), характеристики ідеального газу задовільняють рівність

{p V} = \frac{m}{\mu} R T,

де p - тиск, V - об'єм, m - маса, T - температура газу відповідно, μ - молярна маса газу, R - універсальна газова стала.

Газ сталої маси може перебувати в різних станах з різними параметрами:

\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{m}{\mu} R

\frac{p_2 V_2}{T_2} = \frac{m}{\mu} R

Оскільки праві частини обох виразів однакові, то, порівнюючи їх ліві частини, отримаємо рівняння, справедливе для газу незмінної маси:

\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2}

або

\frac{p_1 V_1}{T_1} = const

Останнє рівняння називають рівнянням Клапейрона (об'єднаним газовим законом).

Процеси, які відбуваються за незмінного значення одного з параметрів ідеального газу сталої маси m і молярної маси μ називають ізопроцесами. Оскільки жоден із параметрів газу не може бути строго фіксованим, то ізопроцес — це ідеалізована модель стану ідеального газу. Ізотермічним процесом називається процес, в якому маса газу, молярна маса газу та його температура є константами.

Якщо до ізотермічного процесу застосувати рівняння Клапейрона, то з урахуванням сталості температури T1 = T2 воно набуде вигляду

p1V1 = p2V2

або

p1V1 = const,

тобто, для деякої маси газу добуток тиску газу на об'єм за незмінної температури є сталою величиною. Цей закон (закон Бойля-Маріотта) справедливий для будь-яких газів, які можна вважати ідеальними, а також для їх сумішей.

Графічно залежність тиску газу від об'єму при умові незмінності температури можна зобразити у вигляді кривої - ізотерми. Прикладами ізотермічного процесу є процес стискання повітря компресором, або розширення під поршнем насоса газу внаслідок відкачування його з посудини.


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.