Izoprocesy jsou termodynamické procesy, při kterých dochází k množství látky a jiné látky fyzikální veličiny- stavové parametry: tlak, objemová teplota - zůstávají nezměněny. Konstantní tlak tedy odpovídá izobarickému procesu, objem - izochorický, teplota - izotermický, entropie - izoentropický (například vratný adiabatický proces). Čáry znázorňující tyto procesy na jakémkoli termodynamickém diagramu se nazývají izobara, izochora, izoterma a adiabata. Izoprocesy jsou speciální případy polytropního procesu.

izobarický proces

Izobarický proces (jiné řecké ισος, isos - „stejný“ + βαρος, baros - „váha“) - proces změny stavu termodynamického systému při konstantním tlaku ()

Závislost objemu plynu na teplotě při konstantním tlaku experimentálně zkoumal v roce 1802 Joseph Louis Gay-Lussac. Gay-Lussacův zákon: Při konstantním tlaku a konstantních hodnotách hmotnosti plynu a jeho molární hmotnosti zůstává poměr objemu plynu k jeho absolutní teplotě konstantní: V/T = konst.

Izochorický proces

Hlavní článek: Izochorický proces

Izochorický proces (z řeckého chorus - obsazené místo) - proces změny stavu termodynamického systému při konstantním objemu (). Pro ideální plyny je izochorický děj popsán Charlesovým zákonem: pro danou hmotnost plynu při konstantním objemu je tlak přímo úměrný teplotě:

Čára znázorňující izochorický proces v diagramu se nazývá izochora.

Za zmínku také stojí, že energie dodávaná plynu se vynakládá na změnu vnitřní energie, tedy Q = 3* ν*R*T/2=3*V*ΔP, kde R je univerzální plynová konstanta, ν je počet molů v plynu, T je teplota v Kelvinech, V je objem plynu, ΔP je přírůstek změny tlaku. a čára znázorňující izochorický proces v diagramu v osách P(T) by měla být prodloužena a spojena tečkovanou čarou s počátkem, protože by mohlo dojít k nedorozumění.

Izotermický proces

Izotermický proces (z řeckého „termos“ – teplý, horký) – proces změny stavu termodynamického systému při konstantní teplotě () (). Izotermický proces je popsán Boyle-Mariottovým zákonem:

Při konstantní teplotě a konstantních hodnotách hmoty plynu a jeho molární hmotnost, součin objemu plynu a jeho tlaku zůstává konstantní: PV = konst.

Grafy izoprocesů v různých souřadnicových systémech

adiabatický proces

Adiabatický děj je taková změna skupenství plynu, při které plyn ani nedává ani nepřijímá teplo zvenčí. Proto je adiabatický proces charakterizován nepřítomností výměny tepla mezi plynem a prostředím. Rychlé procesy lze považovat za adiabatické. Protože při adiabatickém procesu nedochází k přenosu tepla, má rovnice I počátku termodynamiky také tvar

K popisu stavu plynu stačí nastavit tři makroskopické parametry - objem PROTI, tlak p a teplotu T. Změna jednoho z těchto parametrů způsobí změnu v ostatních. Pokud se objem, tlak a teplota mění současně, pak je obtížné experimentálně stanovit nějaké zákonitosti. Je snazší nejprve uvažovat plyn o konstantní hmotnosti ( m= const), opravte hodnotu jednoho z parametrů makra ( PROTI, p nebo T) a zvažte změnu dalších dvou.

Procesy, ve kterých je jedním z parametrů p, PROTI nebo Τ zůstává konstantní pro danou hmotnost plynu se nazývá izoprocesy.

isos znamená v řečtině „rovný“.

Zákony popisující izoprocesy v ideálním plynu byly objeveny experimentálně.

Izotermický proces

Izotermický proces je izoproces, který probíhá při konstantní teplotě: Τ = konst.

therme - teplo.

Zákon nezávisle na sobě experimentálně objevili anglický chemik a fyzik Robert Boyle (1662) a francouzský fyzik Edm Mariotte (1676).

Zákon izotermického procesu(Boyle-Mariotte): pro danou hmotnost plynu při konstantní teplotě je součin tlaku a objemu konstanta:

\(~p \cdot V = \operatorname(const)\) nebo pro dva stavy \(~p_1 \cdot V_1 = p_2 \cdot V_2 .\)

K provedení izotermického procesu je nutné uvést nádobu naplněnou plynem do kontaktu s termostatem.

Termostat je zařízení pro udržování konstantní teploty. Další podrobnosti najdete na wikipedii.

Za izotermický proces lze přibližně považovat proces pomalý stlačení nebo expanze plynu v nádobě s pístem. Termostatem je v tomto případě prostředí.

izobarický proces

izobarický proces je izoproces, který probíhá při konstantním tlaku: p= konst.

baros - tíha, váha.

Dílo J. Charlese vyšlo po objevu J. Gay-Lussaca. Ale izobarický proces v ruských učebnicích se nazývá Gay-Lussacův zákon v běloruštině - Karlova práva.

Zákon izobarického procesu: pro danou hmotnost plynu při konstantním tlaku je poměr objemu k absolutní teplotě konstantní:

\(~\dfrac(V)(T) = \operatorname(const),\) nebo \(~\dfrac(V_1)(T_1) = \dfrac(V_2)(T_2) .\)

Tento zákon lze napsat z hlediska teploty t, měřeno ve stupních Celsia\[~V = V_0 \cdot (1 + \alpha \cdot t),\] kde PROTI 0 - objem plynu při 0 °С, α = 1/273 K -1 - teplotní koeficient objemové roztažnosti.

Zkušenosti ukazují, že při nízkých hustotách teplotní koeficient objemové roztažnosti nezávisí na druhu plynu, tzn. stejné pro všechny plyny).

Izobarický proces lze získat pomocí válce s beztížným pístem.

Izochorický proces

Izochorický proces je izoproces, který probíhá při konstantním objemu: PROTI= konst.

chora - obsazený prostor, objem.

Zákon experimentálně zkoumali nezávisle francouzští fyzikové Jacques Charles (1787) a Joseph Gay-Lussac (1802).

Izochorický proces se v ruských učebnicích nazývá Karlův zákon, v běloruštině - Gay-Lussacův zákon.

Zákon izochorického procesu: pro danou hmotnost plynu při konstantním objemu je poměr tlaku k absolutní teplotě konstantní:

\(~\dfrac(p)(T) = \operatorname(const)\), nebo \(~\dfrac(p_1)(T_1) = \dfrac(p_2)(T_2) .\)

Pokud je teplota měřena na Celsiově stupnici, pak Gay-Lussacův zákon bude zapsán jako \[~p = p_0 \cdot (1 + \alpha \cdot t),\] kde p 0 - tlak plynu při 0 °С, α - teplotní koeficient tlaku, který se ukázal být stejný pro všechny plyny: α \u003d 1/273 K-1.

Izochorický proces lze získat ve válci, který při dané změně teploty nemění svůj objem.

Přísné experimentální ověření moderní metody ukázaly, že stavová rovnice ideálního plynu a z ní plynoucí Boyle-Mariotte, Gay-Lussac a Charlesovy zákony přesně popisují chování skutečných plynů při nízkých tlacích a nepříliš nízkých teplotách.

Trochu matematiky

Funkční graf y(X), kde a, b a s- konstantní hodnoty:

y = a⋅x- přímka procházející počátkem souřadnic (obr. 1, a);
y=c- přímka kolmá k ose y a procházející bodem se souřadnicí y=c(obr. lb);
\(~y = \dfrac(b)(x) \) je hyperbola (obr. 1c).

Rýže. jeden

Isoprocess Ploty

Protože uvažujeme tři makro parametry p, T a PROTI, pak jsou možné tři souřadnicové systémy: ( p, PROTI), (PROTI, Τ ), (p, T).

Nazývají se grafy závislostí mezi parametry dané hmoty při konstantní teplotě izotermy.

Uvažujme dva izotermické procesy s teplotami T 1 a T 2 (T 2 > T jeden). V souřadnicích, kde je osa teploty (( V, Τ) a ( p, T T a procházející body T 1 a T 2 (obr. 2, a, b).

p, V). Pro izotermický proces \(~p \cdot V = \operatorname(const)\). Označme tuto konstantu písmenem z jeden . Pak

\(~p \cdot V = z_1\) nebo \(~p = \dfrac(z_1)(V)\).

Grafem této funkce je hyperbola (obr. 2, c).

Rýže. 2

Volají se grafy závislosti mezi parametry plynu při konstantní hmotnosti a tlaku plynu izobary.

Uvažujme dva izobarické procesy s tlaky p 1 a p 2 (p 2 > p jeden). V souřadnicích, kde je osa tlaku (( p, Τ) a ( p, V)), grafy budou rovné čáry kolmé k ose p a procházející body p 1 a p 2 (obr. 3, a, b).

Definujte typ grafu v osách ( V, T). Pro izobarický proces \(~\dfrac(V)(T) = \operatorname(const)\). Označme tuto konstantu písmenem z 2. Pak

\(~\dfrac(V)(T) = z_2\) nebo \(~V = z_2 \cdot T\).

Grafem této funkce je přímka procházející počátkem (obr. 3, c).

Rýže. 3

Vyvolávají se grafy vztahu mezi parametry plynu při konstantní hmotnosti plynu a konstantním objemu izochory.

Uvažujme dva izochorické procesy s objemy PROTI 1 a PROTI 2 (PROTI 2 > PROTI jeden). V souřadnicích, kde je objemová osa (( V, Τ) a ( p, V)), grafy budou rovné čáry kolmé k ose PROTI a procházející body PROTI 1 a PROTI 2 (obr. 4, a, b).

Definujte typ grafu v osách ( p, T). Pro izochorický proces \(~\dfrac(p)(T) = \operatorname(const)\). Označme tuto konstantu písmenem z 3. Pak

\(~\dfrac(p)(T) = z_3\) nebo \(~p = z_3 \cdot T\).

Grafem této funkce je přímka procházející počátkem (obr. 4, c).

Rýže. 4

Všechny grafy izoprocesů jsou rovné čáry (výjimka, hyperbola v osách p(PROTI)). Tyto přímky procházejí buď nulou, nebo kolmo k jedné z os.
Protože tlak plynu, jeho objem a teplota se při přibližování nemohou rovnat nule nulové hodnotyčáry grafu jsou zobrazeny jako tečkované čáry.

Stavová rovnice ideálního plynu

V izoprocesech byly změněny dva parametry při konstantní hodnotě třetího. Existují ale případy, kdy se změní tři parametry najednou. Například, když vzduch ohřátý v blízkosti povrchu Země stoupá, expanduje, jeho tlak klesá a jeho teplota klesá.

Rovnice týkající se teploty T, tlak p a objem PROTI pro danou hmotnost ideálního plynu, se nazývá plynová rovnice.

Tato rovnice byla získána experimentálně, ale lze ji odvodit ze základní rovnice MKT:

\(~p = n \cdot k \cdot T.\)

Podle definice koncentrace plynu

\(~n = \dfrac NV,\)

kde N je počet molekul. Pak

\(~p = \dfrac NV \cdot k \cdot T \Rightarrow \dfrac(p \cdot V)(T) = k \cdot N . \qquad (1)\)

Při konstantní hmotnosti plynu je počet molekul v něm konstantní a součin \(~k \cdot N = \operatorname(const).\) Proto,

\(~\dfrac(p \cdot V)(T) = \operatorname(const)\) nebo pro dva stavy \(~\dfrac(p_1 \cdot V_1)(T_1) = \dfrac(p_2 \cdot V_2)( T_2).\qquad(2)\)

Vztah (2) je stavová rovnice pro ideální plyn. Je volán Clapeyronova rovnice. Používají se, když hmotnost plynu a jeho chemické složení se nemění a potřebujeme porovnat dva stavy plynu.

Clapeyron-Mendělejevova rovnice

V rovnici (1) počet molekul N lze vyjádřit pomocí Avogadroovy konstanty \(~N = \dfrac mM \cdot N_A\), kde m- hmotnost plynu, Μ je jeho molární hmotnost. Pak dostaneme \(~\dfrac(p \cdot V)(T) = \dfrac mM \cdot k \cdot N_A \Rightarrow\)

\(~p \cdot V = \dfrac mM \cdot R \cdot T . \qquad (3)\)

Zde \(~R = k \cdot N_A\) je univerzální plynová konstanta rovna

R\u003d 1,38 10 -23 J / K 6,02 10 23 mol -1 \u003d 8,31 J / (mol K).

Rovnice (3) je také stavovou rovnicí pro ideální plyn. V této podobě ji poprvé zaznamenal ruský vědec D.I.Mendělejev, tak se jí říká Clapeyron-Mendělejevova rovnice. Platí pro libovolnou hmotnost plynu a spojuje parametry jednoho skupenství plynu.

Zákony Avogadro a Dalton

Ze stavové rovnice plynou dva důsledky:

Ze vzorce (1) získáme \(~N = \dfrac(p \cdot V)(k \cdot T)\), který ukazuje, že pokud různé plyny zaujímají stejné objemy při stejných teplotách a tlacích, pak počet N jejich molekuly jsou také stejné, tzn. následuje empiricky stanovené Avogadrův zákon: při stejných tlacích a teplotách obsahují stejné objemy jakéhokoli plynu stejný počet molekul.
Nechť je v nádobě směs plynů, z nichž každý v nepřítomnosti jiných vyvíjí odpovídající tlak p 1 , p 2 , ... (parciální tlaky plyny). Zapišme stavovou rovnici pro každý plyn:
\(~p_1 \cdot V = N_1 \cdot k\cdot T, p_2 \cdot V = N_2 \cdot k \cdot T, \ldots\)
a sečti je:
\(~p_1+ p_2 + \ldots = \dfrac((N_1+ N_2 + \ldots) \cdot k \cdot T)(V) = \dfrac(N \cdot k \cdot T)(V),\)
kde N 1 + N 2 + ... = N je počet molekul ve směsi plynů. Ale \(~\dfrac(N \cdot k \cdot T)(V) = p\) .
Proto, p = p 1 + p 2 + ..., tzn. tlak směsi plynů je roven součtu parciálních tlaků každého z plynů- Tento daltonův zákon, kterou objevil v roce 1801 experimentálně.

Literatura

Aksenovič L. A. Fyzika v střední škola: Teorie. Úkoly. Testy: Proc. příspěvek pro instituce poskytující obec. prostředí, výchova / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 143-146.

Téma: ISOPROCESY A JEJICH GRAFY. ZÁKONY IDEÁLNÍCH PLYNŮ.

Výchovné úkoly

Didaktický účel

Naučit studenty aplikovat Claiperon-Mendělejevovu rovnici na konkrétní případy měření procesů v plynech.

Uveďte pojem izoprocesu, vzorce plynových zákonů a grafy závislosti proměnných parametrů v různých souřadných osách těchto parametrů pro různé izoprocesy.

vzdělávací cíl

Naučit aplikovat kauzální kategorii materialistické dialektiky při vysvětlování změny tlaku plynu se změnou objemu a teploty z hlediska molekulární kinetické teorie.

Základní znalosti a dovednosti

Umět nastavovat parametry počátečních, středních a konečných stavů plynu, funkční závislosti v plynových procesech a řešit úlohy pro zjištění neznámých parametrů.

Vytvářejte a analyzujte grafy izoprocesů v plynu.

Sled prezentace nového materiálu

Proveďte opakování dříve studovaného materiálu na závislosti tlaku plynu na koncentraci a rychlosti translačního pohybu molekul

Zadání stavové rovnice plynu s proměnnými parametry: hmotnost, objem, tlak a teplota.

Stavová rovnice plynu s nezměněnou hmotností.

Pojem izoprocesů v plynech. Definice a jejich typy.

izotermický proces. Boyle-Mariottův zákon.

izobarický proces. Gay-Lussacův zákon.

izochorický proces. Karlův zákon.

Zařízení

Válec s proměnným objemem; demonstrační manometr; gumová trubka; skleněná baňka se zátkou, kterou prochází skleněná trubička ve tvaru L s kapkou vody; elektrický sporák; teploměr; nádoba s vodou.

Ukázky

Vztah mezi objemem a tlakem plynu při konstantní teplotě (izotermický děj), závislost objemu plynu na teplotě za konstantního tlaku (izobarický děj), závislost tlaku plynu na teplotě při konstantním objemu (izochorický děj). Všechny demonstrace jsou prováděny s cílem ukázat kvalitativní vztah mezi proměnnými plynu.

Motivace kognitivní činnosti žáků

V technice se často setkáváme s procesy, kdy ke změně skupenství plynu dochází při jednom konstantním parametru nebo se malé změny tohoto parametru zanedbávají. V tomto případě je velmi důležité vědět, jak isoproces probíhá.

Plán lekce

Kontrola znalostí, dovedností a schopností žáků

Karty pro ústní průzkum studentů

Karta 1

Odvoďte Claiperon-Mendělejevovu rovnici pro jeden mol plynu.

Jaký je vztah mezi molární plynovou konstantou, Avogadrovou konstantou a Boltzmannovou konstantou?

Určete střední kvadraturu rychlosti molekuly kyslíku, pokud molekula vytváří tlak 2 ∙ 10 5 Pa při molekulární koncentraci 4 ∙ 10 25 m–3. Odpovědět. v = 530 m/s.

karta 2

Odvoďte Klaiperon-Mendělejevovu rovnici pro jakoukoli hmotnost plynu.

Jak závisí tlak plynu na teplotě při konstantní koncentraci molekul? Odpovědět. p = n0kT. Tlak je přímo úměrný termodynamické teplotě plynu.

Kolik molekul plynu je v nádobě o objemu 138 litrů při teplotě 27 °C a tlaku 6 ∙ 10 5 Pa? Odpovědět. n = 2 ∙ 10 25 .

karta 3

karta 4

1) Jaký je fyzikální význam Boltzmannovy konstanty a molární plynové konstanty? Čemu se rovnají v SI?

2) Proč závisí tlak skutečného plynu na typu samotného plynu?

3) Teplota iontů plazmatu ve středu hvězdy je 10 6 K. Určete průměrnou kinetickou energii každého iontu tohoto plazmatu. Odpověď t. Ē k \u003d 2,07 ∙ 10 -16 J.

Učení nového materiálu

1. Proveďte úvodní diskuzi s následujícími otázkami:

1) Co vyjadřuje základní rovnice molekulární kinetické teorie plynu?

2) Co určuje tlak plynu na stěnách nádoby?

3) Jaký vzorec se používá k výpočtu koncentrace molekul plynu?

4) Vysvětlete z hlediska molekulární kinetické teorie závislost tlaku plynu na koncentraci molekul a rychlosti jejich pohybu?

2. Stavová rovnice plynu s proměnnými parametry hmotnosti, objemu, tlaku a teploty. Nechť parametry počátečního (jednoho) stavu plynu m 1, p 1, V 1 a T 1, parametry konečného (jiného) stavu m 2, p 2, V 2 a T 2 . Pro každý stav plynu zapíšeme Klaiperon-Mendělejevovy rovnice:

P 1 V 1 = RT; p 2 V 2 = RT 2 .

Rozdělením termínu termínem dostaneme:

Vyřešit problém:

Určité množství plynu o tlaku 3∙10 5 Pa a teplotě 300 K. Poté se uvolnilo ⅜ plynu obsaženého v balónu, přičemž jeho teplota klesla na 240 K. Pod jakým tlakem zůstává plyn v balónu? balón?

Odpověď p 2 = 2∙10 5 Pa.

3. Stavová rovnice plynu při konstantní hmotnosti. Pokud se při změně stavu plynu jeho hmotnost nemění, pak rovnice nabývá tvaru:

(Clapeyronova rovnice).

Vyřešit problém:

Určité množství plynu při tlaku 3∙10 5 Pa a teplotě 300 K zaujímá objem 20 m 3 . Určete objem plynu za normálních podmínek. Odpověď. V 0 \u003d 54,6 m 3.

4. Pojem izoprocesů v plynech. Přechod dané hmotnosti plynu z jednoho stavu do druhého s jedním konstantním parametrem se nazývá izoproces. Existují tři takové izoprocesy: izometrický (T = konst), izobarický (p = konst) a izochorický (V = konst).

5. Izometrický proces. Ukázka vztahu mezi objemem a tlakem hmoty plynu při konstantní teplotě. Z Claiperonovy rovnice má p 1 V 1 = p 2 V 2 , nebo obecně pV = konst. Formulujeme Boyle-Mariottův zákon: při konstantní hmotnosti plynu a konstantní teplotě je součin objemu plynu a jeho tlaku konstantní hodnotou.

Stavíme izotermy v osách V, p pro stejnou hmotnost plynu při různých teplotách. Se stoupající teplotou roste tlak plynu, a tedy izoterma odpovídající více vysoká teplotaТ 2 se nachází nad izotermou odpovídající nižší teplotě Т 1 (obr. 1).

rýže. jeden

Izoterma plynu vyjadřuje inverzní vztah mezi objemem a tlakem plynu.

Řešit problémy:

1) V nádobě o objemu 0,5 m 3 je plyn pod tlakem 4 ∙ 10 5 Pa. Jaký objem bude tento plyn zabírat při tlaku 2,5∙10 5 Pa? Odpověď. V 2 \u003d 0,8 m 3.

2) Sestrojte izotermy v souřadnicových osách T, p a T, V.

Závislost hustoty plynu na tlaku v izotermickém procesu. Transformuje Claiperon-Mendělejevovu rovnici do tvaru p = mRT/(VM) = pRT/M. Při izotermickém procesu se hustota plynu mění přímo úměrně jeho tlaku: p 1 /p 2 = p 1 /p 2.

6. izobarický proces. Ukázka závislosti objemu plynu na teplotě při konstantním tlaku. Z Clapeyronovy rovnice máme V 1 V 2 = T 1 /T 2. Formulujeme Gay-Lussacův zákon: při konstantní hmotnosti plynu při konstantním V je poměr objemů plynů přímo úměrný jejich termodynamickým teplotám.

Různé tlaky odpovídají různým izobarám. S rostoucím p se objem plynu při konstantní teplotě zmenšuje, takže izobara odpovídající vyššímu p 2 leží pod izobarou odpovídající nižšímu p 1 (obr. 2)

Obr. 2

Řešit problémy:

1) Plyn o teplotě 27°C zaujímá objem 600 cm3. Kolik V pojme tento plyn při teplotě 377 °C a konstantním tlaku. Odpověď 1300 cm 3.

2) Sestrojte izobary v souřadnicových osách T, V; V, p a T, p.

7. izochorický proces. Ukažte závislost tlaku plynu na teplotě při konstantním objemu. Z Clapeyronovy rovnice máme p 1 /p 2 = T 1 /T 2. Formulujeme Charlesův zákon: při konstantní hmotnosti plynu a konstantě V je poměr tlaku plynů přímo úměrný poměru jejich termodynamických teplot. Stavíme izochóru v osách T, p podél dvou charakteristických bodů (0,0) a (T 0 , p 0). Různé objemy odpovídají různým izochórám. S nárůstem V plynu při konstantní teplotě klesá jeho tlak, takže izochora odpovídající velké V 2 leží pod izochorou odpovídající menší V 1 (obr. 3)

Rýže. 3

Pro konsolidaci vyřešte úlohy problému:

1) Plyn je ve válci o teplotě 250 K a tlaku 8∙10 5 Pa. Určete tlak plynu v láhvi při teplotě 350 K. Odpověď je 11,2 ∙ 10 5 Pa.

2) Sestrojte izochory v souřadnicových osách T, p; T, V a V, str.

Domácí práce: Zákony o hmotném plynu

V této lekci budeme pokračovat ve studiu vztahu mezi třemi makroskopickými parametry plynu a konkrétněji jejich vztahu v procesech plynu probíhajících při konstantní hodnotě jednoho z těchto tří parametrů neboli izoprocesů: izotermický, izochorický a izobarický.

Zvažte následující izoproces - izobarický proces.

Definice. izobarický(nebo izobarický) proces- proces přechodu ideálního plynu z jednoho stavu do druhého při konstantní hodnotě tlaku. Poprvé o takovém procesu uvažoval francouzský vědec Joseph-Louis Gay-Lussac (obr. 4), zákon tedy nese jeho jméno. Pojďme napsat tento zákon

A nyní zvažuji: a

Gay-Lussacův zákon

Z tohoto zákona zjevně vyplývá přímo úměrný vztah mezi teplotou a objemem: s nárůstem teploty je pozorován nárůst objemu a naopak. Graf měnících se veličin v rovnici, tedy T a V, má následující tvar a nazývá se izobara (obr. 3):

Rýže. 3. Grafy izobarických procesů v souřadnicích V-T ()

Je třeba poznamenat, že jelikož pracujeme v soustavě SI, tedy s absolutní teplotní stupnicí, na grafu je oblast blízká teplotě absolutní nuly, ve které tento zákon není splněn. Proto by měla být přímka v oblasti blízké nule znázorněna tečkovanou čarou.

Rýže. 4. Joseph Louis Gay-Lussac ()

Nakonec zvažte třetí izoproces.

Definice. izochorický(nebo izochorický) proces- proces přechodu ideálního plynu z jednoho stavu do druhého při konstantní hodnotě objemu. Procesem se poprvé zabýval Francouz Jacques Charles (obr. 6), zákon tedy nese jeho jméno. Napišme Karlův zákon:

Znovu napíšeme obvyklou stavovou rovnici:

A nyní zvažuji: a

Dostaneme: pro různé stavy plynu, nebo jednoduše:

Karlův zákon

Z tohoto zákona zjevně vyplývá přímo úměrný vztah mezi teplotou a tlakem: s nárůstem teploty je pozorován nárůst tlaku a naopak. Zákres měnících se veličin v rovnici, tedy T a P, má následující tvar a nazývá se izochóra (obr. 5):

Rýže. 5. Grafy izochorických procesů v souřadnicích V-T

V oblasti absolutní nuly pro grafy izochorického děje je také pouze podmíněná závislost, takže přímka by měla být také uvedena do počátku tečkovanou čarou.

Rýže. 6. Jacques Charles ()

Stojí za zmínku, že právě tato závislost teploty na tlaku a objemu u izochorických, respektive izobarických procesů určuje účinnost a přesnost měření teploty pomocí plynových teploměrů.

Zajímavé také je, že historicky první byly objeveny izoprocesy, o kterých uvažujeme, což jsou, jak jsme ukázali, speciální případy stavové rovnice a teprve potom rovnice Clapeyronovy a Mendělejevovy-Clapeyronovy. Chronologicky byly nejprve studovány procesy probíhající při konstantní teplotě, poté při konstantním objemu a nakonec izobarické procesy.

Nyní, abychom porovnali všechny izoprocesy, jsme je shromáždili do jedné tabulky (viz obr. 7). Upozorňujeme, že grafy izoprocesů v souřadnicích obsahujících konstantní parametr ve skutečnosti vypadají jako závislost konstanty na nějaké proměnné.

Rýže. 7.

V další lekci se budeme zabývat vlastnostmi tak specifického plynu, jako je sytá pára, a podrobně zvážíme proces varu.

Bibliografie

Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z. Molekulární fyzika. Termodynamika. - M.: Drop, 2010.
Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Třída fyziky 10. - M.: Ileksa, 2005.
Kasjanov V.A. Třída fyziky 10. - M.: Drop, 2010.

slideshare.net().
e-science.ru ().
mathus.ru ().

Domácí práce

Strana 70: č. 514-518. Fyzika. Kniha úkolů. 10-11 tříd. Rymkevič A.P. - M.: Drop, 2013. ()
Jaký je vztah mezi teplotou a hustotou ideálního plynu v izobarickém procesu?
Když jsou tváře nafouknuté, objem i tlak v ústech se zvyšují při konstantní teplotě. Odporuje to zákonu Boyle-Mariotte? Proč?
*Jak bude vypadat graf tohoto procesu v P-V souřadnicích?

izobarický proces

Grafy izoprocesů v různých souřadnicových systémech

izobarický proces(jiné řecké ισος, isos - „stejný“ + βαρος, baros - „váha“) - proces změny stavu termodynamického systému při konstantním tlaku ()

Izochorický proces

Izochorický proces(z řeckého chorus - obsazené místo) - proces změny stavu termodynamického systému při konstantním objemu (). Pro ideální plyny je izochorický děj popsán Charlesovým zákonem: pro danou hmotnost plynu při konstantním objemu je tlak přímo úměrný teplotě:

Čára znázorňující izochorický proces v diagramu se nazývá izochora.

Izotermický proces

Izotermický proces(z řeckého "termos" - teplý, horký) - proces změny stavu termodynamického systému při konstantní teplotě () (). Izotermický proces je popsán Boyleovým - Mariottovým zákonem:

Při konstantní teplotě a konstantních hodnotách hmotnosti plynu a jeho molární hmotnosti zůstává součin objemu plynu a jeho tlaku konstantní: PV = konst.

Izentropický proces

Izentropický proces- proces změny stavu termodynamického systému při konstantní entropii (). Například reverzibilní adiabatický proces je izoentropický: v takovém procesu nedochází k výměně tepla s životní prostředí. Ideální plyn v takovém procesu je popsán následující rovnicí:

kde je adiabatický exponent určený druhem plynu.

Nadace Wikimedia. 2010

Podívejte se, co jsou "Isoprocesses" v jiných slovnících:

Izoprocesy jsou termodynamické procesy, při kterých se hmotnost a ještě jedna z fyzikálních veličin stavových parametrů: tlak, objem nebo teplota nemění. Izobarický proces tedy odpovídá konstantnímu tlaku, izochorickému objemu... Wikipedie

Molekulárně kinetická teorie (zkráceně MKT) je teorie, která uvažuje o struktuře hmoty z hlediska tří hlavních přibližně správných ustanovení: všechna tělesa se skládají z částic, jejichž velikost lze zanedbat: atomy, molekuly a ionty; částice ... ... Wikipedie

- (zkráceně MKT) teorie, která uvažuje o struktuře hmoty z hlediska tří hlavních přibližně správných ustanovení: všechna tělesa se skládají z částic, jejichž velikost lze zanedbat: atomy, molekuly a ionty; částice jsou spojité ... ... Wikipedie

knihy

Statistická predikce deformačně-pevnostních charakteristik konstrukčních materiálů, G. Pluvinazh, VT Sapunov, Tato kniha představuje novou metodu, která navrhuje společnou metodiku pro předpovídání charakteristik kinetických procesů, společnou pro kovové a polymerní materiály. Metoda… Kategorie: Učebnice pro vysoké školy Vydavatel: