Изучение изопроцессов.. Теоретические положения

Лабораторная работа № 6

Изучение изопроцессов.

Цель работы – Изучить изотермический, изобарический и изохорный процессы.

Приборы и принадлежности: Компьютер.

Теоретические положения

Состояние термодинамической системы описывается тремя параметрами: температурой Т, давлением Р и объемом V. При переходе из одного состояния в другое могут меняться либо все три параметра, либо только некоторые из них. В данной лабораторной работе будут рассмотрены переходы, происходящие при неизменном значении одного из параметров. Такие переходы называют изопроцессами:

1. Изотермический процесс – процесс, протекающий при постоянной температуре (Т = сonst). Закон описывающий переходы такого рода был открыт Гей-Люсаком и имеет вид PV= const или P₁V₁ = P₂V₂ (6. 1) где P₁и V₁ соответственно давление и объем системы в начальном состоянии, P₂и V₂ соответственно давление и объем системы в конечном состоянии.

2. Изобарный процесс: V₁ / T₁ = V₂/ T₂(6. 2)

3. Изохорный процесс: P₁ / T₁ = P₂/ T₂(6. 3)

Процессы изменения состояния газа могут происходить либо под воздействием внешних сил (над газом совершается работа), либо сама система изменяет свое состояние за счет внутренней энергии. Рассмотрим, например, изобарный процесс. Пусть имеется полый цилиндр площадью основания S с подвижным поршнем. При нагревании газа в цилиндре газ будет расширяться, и перемещать цилиндр, совершая при этом работу (см. рис. 1)

Рис. 1

Работа в данном случае равна произведению силы на величину перемещения поршня:

A = F*r,

Но F=P*S. Тогда A = PSr. Поскольку Sr есть изменение объема, то

A = P(V_к –V_н) = P∆ V.

12 Следующая ⇒