Изохорный процесс
Частные случаи политропного процесса
При рассмотрении политропного процесса предполагалось, что все параметры состояния меняются в ходе процесса, что имеет место обмен энергией между системой и окружающей средой. Вместе с тем, существует группа процессов, при протекании которых накладывается запрет на изменение того или иного параметра состояния, на тот или иной вид энергетического обмена с окружающей средой. Различают четыре вида таких процессов. Это изохорный (v = const), изобарный (р = const), изотермический (T = const) и адиабатный или изоэнтропный (s = const). Рассмотрим эти процессы.
В данном случае запрещается изменение объема (v = const).
Теплоемкость системы
.
Определим значение n при v = const. Из (2.19) следует
Извлечем корень n-ой степени из (2.22)
и подставим в него найденное значение показателя политропы. Тогда получим
.
Таким образом, из общего уравнения политропы получено уравнение изохорного процесса. Последнее позволяет рассматривать изохорный процесс как частный случай политропного процесса при n = .
Определим соотношение между параметрами в изохорном процессе.
Для изохорного процесса имеет смысл искать соотношение лишь между Р и Т, т.к. при v = const отыскание взаимосвязи между Р и v или Т и v лишено смысла.
В общем случае протекания политропного процесса соотношение Р и Т устанавливалось (2.26)
.
Если ввести в него n = , то
. (2.41)
Выражение (2.41) известно из физики как закон Шарля.
Изменение внутренней энергии
.
Изменение энтальпии
.
Изменение энтропии определяется из выражения (2.34)
.
Работа расширения
.
Из первого закона термодинамики следует
или
.