Изобарный процесс

График изобарического расширения газа от объёма $V_a$ до $V_b.$ AB здесь является изобарой

Изобарные процессы в разных системах координат

Изобари́ческий — термодинамический изопроцесс, происходящий в физической системе при постоянном внешнем давлении.

Согласно закону Гей-Люссака, в идеальном газе при изобарном процессе отношение объёма к температуре постоянно: $\frac{V}{T}=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$.

Если использовать уравнение Клапейрона — Менделеева, то работа, совершаемая газом при расширении или сжатии газа, равна $A=\frac{m}{M}R(T_2-T_1)$

Количество теплоты, получаемое или отдаваемое газом, характеризуется изменением энтальпии: $\delta Q=\mathrm{\Delta }I=\mathrm{\Delta }U+P\mathrm{\Delta }V.$

Теплоёмкость

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении обозначается как $C_p.$ В идеальном газе она связана с теплоёмкостью при постоянном объёме соотношением Майера $C_p=C_v+R.$

Молекулярно-кинетическая теория позволяет вычислить приблизительные значения молярной теплоёмкости для различных газов через значение универсальной газовой постоянной Шаблон:Math:

• для одноатомных газов $C_p=\frac{5}{2}R$, то есть около 20,8 Дж/(моль·К);
• для двухатомных газов $C_p=\frac{7}{2}R$, то есть около 29,1 Дж/(моль·К);
• для многоатомных газов $C_p=4R$, то есть около 33,2 Дж/(моль·К).

Теплоёмкости можно также определить исходя из уравнения Майера, если известен показатель адиабаты, который можно измерить экспериментально (например, с помощью измерения скорости звука в газе или используя метод Клемана — Дезорма).

Изменение энтропии

Изменение энтропии при квазистатическом изобарном процессе равно $\mathrm{\Delta }S=\underset{1}{\overset{2}{\int }}\frac{dQ}{T}.$ В случае, если изобарный процесс происходит в идеальном газе, то $dQ=d(\nu C_{v}T+\nu RT)=\nu (C_v+R)dT=\nu C_{p}dT,$ следовательно, изменение энтропии можно выразить как $\mathrm{\Delta }S=\underset{T_1}{\overset{T_2}{\int }}\nu C_p\frac{dT}{T}.$ Если пренебречь зависимостью $C_p$ от температуры (это предположение справедливо, например, для идеального одноатомного газа, но в общем случае не выполняется), то $\mathrm{\Delta }S=\nu C_p\ln \frac{T_2}{T_1}.$

См. также

• Молекулярно-кинетическая теория
• Изотермический процесс
• Изохорный процесс
• Адиабатический процесс

Литература

• Шаблон:Книга:Сивухин Д.В.: Термодинамика и молекулярная физика
• Шаблон:Из КНЭ