Proces izotermic
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 august 2019; verificările necesită 9 modificări .Procesul izoterm [1] sau izoterm [2] (din greacă ἴσος „egal” și θέρμη „căldură”) este un izoproces termodinamic care are loc într-un sistem fizic la o temperatură constantă .
Pentru a implementa un proces izotermic, sistemul este de obicei plasat într-un termostat (un corp masiv în echilibru termic ), a cărui conductivitate termică este ridicată, astfel încât schimbul de căldură cu sistemul are loc destul de repede în comparație cu viteza procesului și temperatura sistemului în orice moment practic nu diferă de termostatul de temperatură. Este posibil să se efectueze un proces izotermic într-un mod diferit - folosind surse sau chiuvete de căldură, controlând constanta temperaturii cu ajutorul termometrelor . Procesele izoterme includ, de exemplu, fierberea unui lichid sau topirea unui solid la presiune constantă [K1] . Graficul unui proces izoterm este o izotermă.
Într -un gaz ideal într-un proces izoterm pentru o masă constantă de gaz, produsul presiunii și volumului este constant ( legea Boyle-Mariotte ):
de unde, cu o modificare de volum sau presiune, avem:
unde: și - presiunea gazului la începutul și la sfârșitul procesului; și - volumul de gaz la începutul și la sfârșitul procesului
Izotermele gazelor ideale în coordonate sunt hiperbole situate pe grafic, cu atât temperatura la care are loc procesul este mai mare (vezi figura).
În cazul general, în timpul unui proces izoterm, o anumită cantitate de căldură este transmisă sistemului (sau eliberează căldură) și sistemul efectuează lucrări asupra corpurilor externe. Un proces alternativ în care nu există schimb de căldură cu mediul (sistemul termodinamic este în echilibru energetic - sistemul nu absoarbe sau eliberează căldură) se numește proces adiabatic .
Lucrul efectuat de un gaz ideal într-un proces izoterm este egal cu , unde este numărul de particule de gaz, este temperatura și este volumul de gaz la începutul și la sfârșitul procesului, este constanta Boltzmann .
Într-un solid și majoritatea lichidelor, procesele izoterme modifică foarte puțin volumul corpului, cu excepția cazului în care are loc o tranziție de fază .
Prima lege a termodinamicii pentru un proces izoterm este scrisă astfel:
unde se are în vedere că energia internă a sistemului în procesul izoterm nu se modifică. Astfel, într-un proces izoterm, toată căldura primită de sistem este cheltuită pe sistem care efectuează lucrări asupra corpurilor externe.
Comentarii
- ↑ Transferul izotermic de căldură, care implică faptul că un corp primește căldură de la altul care are aceeași temperatură, nu poate fi luat literal. Aceasta înseamnă pur și simplu că diferența dintre temperaturile sursei de căldură și receptorului poate fi neglijată în cadrul problemei luate în considerare [3] .
Note
- ↑ Termodinamică. Noțiuni de bază. Terminologie. Scrisoare desemnări de cantități, 1984 , p. paisprezece.
- ↑ Krutov V.I. et al. , Termodinamică tehnică, 1991 , p. 104.
- ↑ Akopyan A. A. , Termodinamică generală, 1955 , p. 112.
Literatură
- Akopyan A. A. Termodinamică generală . - M. - L .: Gosenergoizdat , 1955. - 696 p.
- V. I. Krutov , Isaev S. I., Kozhinov I. A. și colab.Temodinamică tehnică / Ed. ed. V. I. Krutova . - Ed. a 3-a, revizuită. si suplimentare - M . : Şcoala superioară , 1991. - 384 p. — ISBN 5-06-002045-2 .
- [www.libgen.io/book/index.php?md5=F0DD1E2241DFA869DADAFFD4614905AC Termodinamică. Noțiuni de bază. Terminologie. Litere de desemnare a cantităților] / Otv. ed. I. I. Novikov . - Academia de Științe a URSS . Comitetul de terminologie științifică și tehnică. Culegere de definiții. Problema. 103. - M .: Nauka , 1984. - 40 p. (link indisponibil)
Link -uri
- [bse.sci-lib.com/article052010.html Sensul cuvântului „proces izotermic” din Marea Enciclopedie Sovietică]