изохорен процес
Изохорен или изохорен процес (от старогръцки ἴσος -. «Равни" и χώρος - «място") - термодинамичен процес. която се проявява при постоянен обем. За изпълнение изохорен процес в газова или достатъчно течност за нагряване (хладно) вещество в съд, който не променя обема си.
Когато изохорен процес идеален газ налягане е право пропорционална на неговата температура (вж. Чарлз право). В реалния закон газ Чарлз не се извършва.
В графиките изобразен линии, които се наричат isochors. За идеален газ, те са директно във всички диаграми, които се свързват параметри: Т (температура), V (обем), и Р (налягане).
Илюстрация налягане срещу температура при постоянен обем
Най-често първото проучване на изохорен процес, свързан с Гийом Amptonom. В своя труд "Париж мемоари" През 1702 г. той описва поведението на газа в определен обем [Comm 1] в така наречения "въздушен термометър." Течността в него е в равновесие при налягането на газа в резервоара и атмосферно налягане. При нагряване, налягането в резервоар се увеличава, и течността се изтласква в проектиране полюс. Връзката между температурата и налягането е зададен като [1] [2 Comm]:
Графика изохорен процес диаграма (P. V)
izoprotsessov графики в идеален газ
От определението на работа, че промяната в термодинамичен процес на работа е равна на [5]:
За определяне на цялостното изпълнение на този процес, ние се интегрира този израз [5]:
Въпреки това, тъй като размерът на непроменен, като неразделна е нула. По този начин, не извършване [6] съгласно изохорен процес газ D:
Същото може да се показва в процеса на диаграма изохорен. От математическа гледна точка на процеса на работа е равна на площта на графиката [5]. Но изохорен процес график е перпендикулярна на оста х. По този начин, площта под него, е равна на нула.
Промяната на вътрешната енергия на идеалния газ може да се намери чрез формула [7]:
където аз - брой на степените на свобода. който зависи от броя на атомите в молекулата (3 - за едноатомен (например, неон), 5 - до двуатомен (например, кислород) и 6 - за триатомен или повече (например, водна пара) молекула).
Определението и специфичната топлина с формула и формула за вътрешната енергия може да бъде презаписано, както следва [7]:
където в об μ ^> - моларен топлинен капацитет при постоянен обем.
Но изохорен процес газ не извършва работа [6]. Това означава, че важи следното уравнение:
така че всичко, топлината, която получава газ отива до промяна във вътрешната си енергия.
Ентропията изохорен процес
Тъй като системата при изохорен процес е топлообмен с околната среда, а след това има промяна в ентропията. Определението на ентропията следва [9]:
Горната формула е получена за определяне на количеството топлина. това Препишете в диференциална форма [10] [Komm 3]:
където ν - количеството вещество. в обем μ ^> - моларен топлинен капацитет при постоянен обем. По този начин, микроскопичен изменение в ентропията в изохорен процес може да се определи с формула [10]:
Или, ако ние се интегрира последния израз, промяна в общия брой на ентропия в този процес [10]:
∫ S 1 S 2 г S = ν ∫ T 1 T 2 CV μ г TT ⇒ Δ S = ν ∫ T 1 T 2 CV μ г ТТ> ^> DS = \ пи \ INT \ граници _> ^> ^ DT \ над T> \ стрелкаНадясно \ Delta S = \ ню \ вътр \ граници _> ^> ^ DT \ над T >>
В този случай, се израз на моларен топлинен капацитет при постоянен обем на интегралната знак не може да бъде, защото е функция, която зависи от температурата.
Практическото приложение на изохорен процес теория
р -V диаграма цикъл на Ото
В идеалния цикъл на Ото, който се възпроизвежда приблизително в двигател с вътрешно горене, бензин, барове 2-3 и 4-1 са изохорен процес. Работата, извършена при изхода на двигателя, равна на разликата на работата, която ще направи газа над буталото по време на третия ход (т.е., мозъчен инсулт), и работата, която изразходва буталото компресиране на газ по време на втория ход. Тъй като цикъл на Ото използва принудително запалване смес, компресия газ се появява в 7-12-кратно [11].
- ↑ В горния опит обемни изменения са незначителни в сравнение с промяната в налягането
- ↑ В експеримент използва температурната скала в градуси по Целзий, а не Келвин
- ↑ Източникът дадена формула за термодинамични процеси. По-специално, формулата в своята цялост има стойност г Q = ν в об μ г T + P г V ^ DT \, + PDV>. но изохорен процес г V = 0