Просмотр кода страницы Изотермический процесс

{{Тепловые процессы}}

'''Изотермический'''{{sfn|Термодинамика. Основные понятия. Терминология. Буквенные обозначения величин| 1984|с =14}} или '''изотермный'''{{sfn|''Крутов В.И. и др.'', Техническая термодинамика|1991|с =104}} '''процесс''' (от {{lang-grc|ἴσος}} «равный» и {{lang-grc2|θέρμη}} «жар») — [[Термодинамический процесс|термодинамический]] [[Изопроцессы|изопроцесс]], происходящий в физической системе при постоянной [[температура|температуре]].

[[Файл:Ideal gas isotherms.png|thumb|right|Несколько изотерм для идеального газа нa p-V диаграмме]]
[[Файл:Several isotherms of an ideal gas on a P, T, V-diagram.png|thumb|left|Несколько изотерм для идеального газа нa p-V-T диаграмме]]

Для осуществления изотермического процесса систему обычно помещают в [[термостат]] (массивное тело, находящееся в [[тепловое равновесие|тепловом равновесии]]), [[теплопроводность]] которого велика, так что теплообмен с системой происходит достаточно быстро по сравнению со скоростью протекания процесса, и, температура системы в любой момент практически не отличается от температуры термостата. Можно осуществить изотермический процесс иначе — с применением источников или стоков тепла, контролируя постоянство температуры с помощью [[термометр]]ов. К изотермическим процессам относятся, например, [[кипение]] жидкости или [[плавление]] твёрдого тела при постоянном [[Давление|давлении]]{{#tag:ref|Изотермичность теплообмена, подразумевающую, что одно тело получает теплоту от другого, имеющего такую же температуру, нельзя понимать буквально. Это просто означает, что разностью температур источника и приёмника теплоты в рамках рассматриваемой задачи можно пренебречь{{sfn|''Акопян А. А.'', Общая термодинамика|1955| с =112}}.|group=K}}. Графиком изотермического процесса является изотерма.

В [[Идеальный газ|идеальном газе]] при изотермическом процессе для неизменной массы газа произведение [[давление|давления]] на объём постоянно ([[закон Бойля — Мариотта]]):
: <math>PV = const</math>,
откуда при изменении объёма или давления, имеем:
: <math>P_1 V_1 = P_2 V_2</math>
где:
<math>P_1</math> и <math>P_2</math> — давление газа в начале и конце процесса;
<math>V_1</math> и <math>V_2</math> — объём газа в начале и конце процесса

Изотермы идеального газа в координатах <math>p, V</math> — [[гипербола (математика)|гиперболы]], расположенные на графике тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс (см. рисунок).

В общем случае при изотермическом процессе системе сообщается некоторое количество [[теплота|теплоты]] <math>Q</math> (или она отдаёт теплоту) и системой совершается работа <math>A</math> над внешними телами. Альтернативный процесс, при котором теплообмен с окружающей средой отсутствует (термодинамическая система находится в энергетическом равновесии — система не поглощает и не выделяет тепло), называется [[Адиабатический процесс|адиабатическим процессом]].

[[Термодинамическая работа|Работа]] <math>A</math>, совершённая идеальным газом в изотермическом процессе, равна
<math> N \, k \, T \, \ln(V_2 / V_1 )</math>,
где <math>N</math> — число частиц газа, <math>T</math> — температура, <math>V_1</math> и <math>V_2</math> — объём газа в начале и конце процесса, <math>k</math> — [[постоянная Больцмана]] .

В твёрдом теле и большинстве жидкостей изотермические процессы очень мало изменяют объём тела, если только не происходит [[фазовый переход]].

[[Первый закон термодинамики]] для изотермического процесса записывается в виде:
: <math>Q = A,</math>
где учитывается, что [[внутренняя энергия]] системы в изотермическом процессе не изменяется. Таким образом, в изотермическом процессе вся теплота, полученная системой, расходуется на совершение системой работы над внешними телами. Также, для идеальных газов [[энтальпия]] в изотермическом процессе остаётся постоянной.

Для [[Реальный газ|реальных газов]] в изотермическом процессе подведённая теплота не равна совершённой работе, [[энтальпия]] не остаётся постоянной, и происходит изменение внутренней энергии, поскольку для реальных газов внутренняя энергия является функцией не только [[Температура|температуры]], но и [[Давление|давления]].

== Комментарии ==
{{примечания|group=K}}

== Примечания ==
{{примечания|1}}

== Литература ==
* {{книга|автор =[[Акопян, Александр Аркадьевич|Акопян А. А.]]|заглавие =Общая термодинамика|ссылка =http://books.e-heritage.ru/book/10081401 |ответственный = |издание = |место =М.—Л.|издательство =[[Энергия (издательство)|Госэнергоиздат]]|год =1955|том= |страниц =696|серия = |isbn = |ref =''Акопян А. А.'', Общая термодинамика}}
* {{книга|автор=[[Крутов, Виталий Иванович (теплотехник)|В. И. Крутов]], Исаев С. И., Кожинов И. А. и др.|заглавие =[[Техническая термодинамика]]|ответственный =Под. ред. [[Крутов, Виталий Иванович (теплотехник)|В. И. Крутова]]|издание =3-е изд., перераб. и доп|место =М.|издательство =[[Высшая школа (издательство)|Высшая школа]]|год =1991|том = |страниц =384|серия = |isbn =5-06-002045-2|ref =''Крутов В.И. и др.'', Техническая термодинамика}}
* {{книга|автор =|заглавие =Термодинамика. Основные понятия. Терминология. Буквенные обозначения величин|ссылка =www.libgen.io/book/index.php?md5=F0DD1E2241DFA869DADAFFD4614905AC|ответственный =Отв. ред. [[Новиков, Иван Иванович|И. И. Новиков]]|издание =[[Академия наук СССР|АН СССР]]. Комитет научно-технической терминологии. Сборник определений. Вып. 103|место =М.|издательство =[[Наука (издательство)|Наука]]|год =1984|том =|страниц =40|серия =|isbn =|ref =Термодинамика. Основные понятия. Терминология. Буквенные обозначения величин}}{{Недоступная ссылка|date=2019-08|bot=InternetArchiveBot }}

== Ссылки ==
* [bse.sci-lib.com/article052010.html Значение слова «Изотермический процесс» в Большой советской энциклопедии]

== См. также ==
* [[Молекулярно-кинетическая теория]]
* [[Изохорный процесс]]
* [[Изобарный процесс]]
* [[Адиабатический процесс]]
* [[Политропный процесс]]

{{спам-ссылки|1=
* bse.sci-lib.com/article052010.html
* www.libgen.io/book/index.php?md5=F0DD1E2241DFA869DADAFFD4614905AC
}}

[[Категория:Термодинамические процессы]]