Процесс при постоянном объеме

(изохорный процесс)

Такой процесс может совершается рабочим телом, например, находящимся в сосуде не меняющем свой объем, если к рабочему телу подводится теплота от источника теплоты или отводится теплота от рабочего тела к холодильнику.

При изохорном процессе V=const и dV=0. Уравнение изохорного процесса получается из уравнения состояния при V=const.

– закон Шарля (*)

То есть при V=const давление газа пропорционально абсолютной температуре. При подводе теплоты давление увеличивается, при отводе уменьшается.

Изобразим процесс при V=const в pV, pT и VT диаграммах.

В p V– диаграмме изохора 1-2– вертикальная прямая, параллельная оси p. В процессе 1-2 теплота подводится к газу, давление увеличивается, а следовательно из уравнения (*) увеличивается температура. В обратном процессе 2-1 теплота отводится от газа, в результате чего уменьшается внутренняя энергия газа и понижается его температура, т.е. процесс 1-2 – нагревание, 2-1 – охлаждение газа.

В p T–диаграмме изохоры – прямые линии, выходящие из начала координат с угловым коэффициентом (коэффициент пропорциональности)

Причем чем выше уровень объема, тем ниже лежит изохора.

В VT– диаграмме изохоры – прямые параллельные оси T.

Внешняя работа газа в изохорном процессе:

,

поскольку

, .

Располагаемая удельная работа

Изменение внутренней энергии газа в изохорном процессе, если

Удельная теплота, подводимая к рабочему телу, при

Поскольку при V=const газ не совершает работы (dl=0), то уравнение первого закона термодинамики примет вид:

То есть в процессе при V=const вся теплота, подводимая к рабочему телу, расходуется на увеличение внутренней энергии, то есть на повышение температуры газа. При охлаждении газа его внутренняя энергия уменьшается на величину отводимой теплоты.

Доля теплоты, расходуемой на изменение внутренней энергии

Доля теплоты, расходуемой на совершение работы