Изменение состояния газа при постоянном давлении (изобарный процесс)
|
В процессе к 1 кг газа,находящегося в объеме А цилиндра, р=const подводится qp едиництеплоты. В рассматриваемом процессе поршень может свободно передвигаться итеплота должна подводиться в таком количестве, чтобы процесс расширения 12 протекалпри постоянном давлении. Аналогично в процессе 12' теплоты необходимоотвести столько, чтобы сжатие также происходило при постоянном давлении.
Уравнение, характеризующее процесс, имеет вид р = const. Связь междупараметрами в процессе при постоянном давлении из характеристического уравнения(12), написанного для двух состояний газа.Следовательно, в процессе, происходящем припостоянном давлении, температура газа меняется прямо пропорциональнообъему, а плотность газа - обратно пропорционально изменению температуры.Изменение внутренней энергии &u = cv{T2-Tj). Уравнение первого закона термодинамики для процесса р= = const имеет следующий вид: qv = &u + l = cv(T2- Tj+p(vtvx).
Для G кг газа:L = Gp(vt-vi)= GR(T2-TJ; Qp = G [cv (Тг-Тг) + р (v2 - vj]. Заметим, чтознак + , определяющий подвод теплоты и совершение работы газом, или знак -,указывающий на отвод теплоты или затрату работы на сжатие, получается приподстановке соответствующих конечных и начальных значений объемов и температурв формулы. Из уравнения имеем: R = TM тгдж/(кг-град).Если Т2- Т1 - 1°, то I = R.Следовательно, газовая постоянная численно равна работе 1 кг идеальногогаза в процессе р = const при изменении температуры на 1°.Количествотеплоты, подведенной или отведенной в процессе р = const, можно также определить, еслиизвестна теплоемкость газа при постоянном давлении, по уравнению: ffp = cp(y8-y1).
Выше былопоказано, что любое состояние газа характеризуется параметрами р, v, T и и.Напрактике часто для характеристики состояния рабочего тела применяют параметр,называемый энтальпией, или теплосодержанием.Энтальпияравна сумме внутренней энергии и произведения давления на объем, т. е. для 1 кг:l = u-\- pv кдж/кг иликкал/кг. Подставив в уравнение и = cvT и RT = pv, получим i = (cv + B)T или,используя уравнение i= cpT. Следовательно,энтальпия численно равна количеству теплоты, которое необходимо подвести к газупри постоянном давлении, чтобы нагреть его до температуры Т. Еслиизвестны начальная 7\ и конечная Т2 температуры газа впроцессе р = const,то количество подведенной теплоты: gP=h-ii=cp(Tt-T1). Величина др,определяемая по уравнению, численно равна разности энтальпий начального иконечного состояний рабочего тела.
|
