Изохорный процесс

Изохорный процесс – процесс изменения состояния газа при его постоянном объеме. Изохорный процесс может происходить, при нагревании или охлаждении газа в закрытом сосуде постоянного объема.

Уравнение изохорного процесса v = const.

Изохорный процесс в р-v- координатах изображается изохорой – прямой линией, параллельной оси р (рис. 1.3). В р- v- координатах нагревание газа изображается прямой 1–2, а процесс охлаждения – прямой 1–2'. Если точка 1 характеризует начальное состояние 1 кг газа с параметрами р ₁, v ₁ и Т ₁, то при подводе теплоты конечное состояние газа характеризуется точкой 2 с параметрами р ₂, v ₂ и Т ₂.

Зависимость между параметрами газа в процессе определяется из характеристических уравнений начального и конечного состояний, т. е. p ₁ v ₁ = R₀T ₁; p ₂ v ₂ = R₀T ₂. Разделив первое уравнение на второе и сократив равные величины, получим

p ₁/ p ₂ = Т ₁ / Т ₂.

Так как в изохорном процессе v = const, то d v = 0, то работа

Из уравнения первого закона термодинамики q = Δ u + l, следует, что при l = 0 теплота, сообщаемая газу, идет только на изменение его внутренней энергии, т. е. q _v = Δ u.

Согласно уравнению (1.45), количество теплоты (Дж/кг), сообщенной 1 кг газа

q _v = с _v· (T ₂ – T ₁),

где с _v – средняя массовая изохорная теплоемкость в интервале температур от Т ₁ до Т ₂.

Следовательно, изменение внутренней энергии (Дж/кг) 1 кг массы газа в процессе определяется по формуле (1.56), т. е.

Δ u = с _v· (T ₂ – T ₁),

или для М кг газа

Q _v = Δ U = M · с _v· (T ₂ – T ₁),

где Q _v – количество теплоты, сообщенной М кг газа, Дж.