Изопроцессы

Изопроце́ссы — термодинамические процессы, во время которых количество вещества и один из параметров состояния: давление, объём, температура или энтропия — остаётся неизменным. Так, неизменному давлению соответствует изобарный процесс, объёму — изохорный, температуре — изотермический, энтропии — изоэнтропийный (например, обратимый адиабатический процесс). Линии, изображающие данные процессы на какой-либо термодинамической диаграмме, называются изобара, изохора, изотерма и адиабата соответственно. Изопроцессы являются частными случаями политропного процесса.

Изобарный процесс

Изоба́рный (или изобари́ческий) проце́сс (от Шаблон:Lang-grc «равный» и Шаблон:Lang-grc2 «тяжесть, вес») — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении ($P=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$).

Зависимость объёма газа от температуры при неизменном давлении была экспериментально исследована в 1802 году Жозефом Луи Гей-Люссаком. Закон Гей-Люссака: При постоянном давлении и неизменных значениях массы идеального газа и его молярной массы, отношение объёма газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным: Шаблон:Math.

Линия, изображающая изобарный процесс на диаграмме, называется изобарой.

Изохорный процесс

Шаблон:Main Изохо́рный (или изохори́ческий) проце́сс (от Шаблон:Lang-grc «равный» и Шаблон:Lang-grc2 «[занимаемое] место») — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме ($V=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$). Для идеальных газов изохорический процесс описывается законом Шарля: для данной массы газа при постоянном объёме, давление прямо пропорционально температуре:

$\frac{P}{T}=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}.$

Линия, изображающая изохорный процесс на диаграмме, называется изохорой.

Подведённая к газу теплота Шаблон:Math в изохорном процессе расходуется на изменение внутренней энергии Шаблон:Math газа. Так, для одноатомного идеального газа

Шаблон:Math,

где Шаблон:Math — универсальная газовая постоянная,

Шаблон:Math — количество молей газа,

Шаблон:Math — абсолютная температура в кельвинах,

Шаблон:Math — объём газа,

Шаблон:Math — приращение давления.

Изотермический процесс

Шаблон:Main Изотерми́ческий проце́сс (от Шаблон:Lang-grc «равный» и Шаблон:Lang-grc2 «жар») — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре ($T=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$). Изотермический процесс в идеальных газах описывается законом Бойля — Мариотта:

При постоянной температуре и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, произведение объёма газа на его давление остаётся постоянным: Шаблон:Math.

Изоэнтропийный процесс

Шаблон:Main Изоэнтропи́йный проце́сс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной энтропии ($S=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$). Изоэнтропийным является, например, обратимый адиабатический процесс: в таком процессе не происходит теплообмена с окружающей средой. Идеальный газ в таком процессе описывается следующим уравнением:

$p{V}^{\gamma }=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t},$

где Шаблон:Math — показатель адиабаты, определяемый типом газа.