Вход

Изопроцессы в газах

Реферат по физике
Дата добавления: 05 сентября 2011
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 54 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
План: 1. Вступление 2. Изотермический процесс 3. Изобарный процесс 4. Изохорный процесс Вступление С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать проце ссы, в которых масса газа и один из трех параметров — давление, объем или температура — остаются неизменными. Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, наз ывают изопроцессами (от греч. «изос» - равный). Правда, в действительности ни один процесс не может протекать при строго фиксированном значении ка кого-либо параметра. Всегда имеются те или иные воздействия, нарушающие постоянство температуры, давления или объема. Лишь в лабораторных услов иях удается поддерживать постоянство того или иного параметра с хороше й точностью, но в действующих технических устройствах и в природе это пр актически неосуществимо. Изопроцесс - это идеализированная модель реал ьного процесса, которая только приближенно отражает действительность. Изотермический процесс Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопичес ких тел при постоянной температуре называют изотермическим. Для подде ржания температуры газа постоянной необходимо, чтобы он мог обменивать ся теплотой с большой системой – термостатом. Иначе при сжатии или расш ирении температура газа будет меняться. Термостатом может служить атмо сферный воздух, если температура его заметно не меняется на протяжении в сего процесса. Согласно уравнению состояния идеального газа ([pic]) в любом состоянии с неи зменной температурой произведение давления газа на его объём остаётся постоянным: pV=const при T=const. Для газа данной массы произведение давления газа на его объём постоянно , если температура газа не меняется. Этот закон экспериментально был открыт английским учёным Р. Бойлером (1627 – 1691) и несколько позже французским учёным Э Мариоттом (1620 – 1684). Поэтому он носит название закона Бойля – Мариотта. Закон Бойля – Мариотта справедлив для любых газов, а так же и их смесей, н апример для воздуха. Лишь при давлениях, в несколько сотен раз больше атм осферного, отклонение от этого закона становится существенным. Зависимость давления газа от объёма при постоянной температуре графич ески изображается кривой, которая называется изотермой. Изотерма газа и зображает обратно пропорциональную зависимость между давлением и объё мом. Кривую такого рода в математике называют гиперболой. Разным постоянным температурам соответствуют различные изотермы. При повышении температуры давление согласно уравнению состояния увеличив ается, если V=const. Поэтому изотерма соответствующая более высокой температ уре Т2, лежит выше изотермы, соответствующей более низкой температуре Т1. Изотермическим процессом приближенно можно считать процесс медленног о сжатия воздуха при расширении газа под поршнем насоса при откачке его из сосуда. Правда, температура газа при этом меняется, но в первом приближ ении этим изменением можно пренебречь. Изобарный процесс Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным (от греч. «барос» - вес, тяжесть). Согласно уравнению [pic] в любом состоянии газа с неизменным давлением отно шение объёма газа к его температуре остаётся постоянным: [pic] =const при p=const. Для газа данной массы отношение объёма к температуре постоянно, если дав ление газа не меняется. Этот закон был установлен экспериментально в 1802 году французским учёным Ж. Гей-Люссаком (1778 – 1850) и носит название закона Гей-Люссака. Согласно урав нению объём газа линейно зависит от температуры при постоянном давлени и: V=const T. Эта зависимость графически изображается прямой, которая называется из обарой. Различным давлениям соответствуют разные изобары. С ростом давления об ъём газа при постоянной температуре согласно закону Бойля-Мариотта уме ньшается. Поэтому изобара, соответствующая более высокому давлению p2, ле жит ниже изобары, соответствующей более низкому давлению p1. В области низких температур все изобары идеального газа сходятся в точк е T=0. Но это не означает, что объём реального газа действительно обращаетс я в нуль. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкость, а к жидк остям уравнения состояния неприменимо. Изобарным можно считать расширение газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем. Постоянство давления в цилиндре обеспечивается атм осферным давлением на внешнюю поверхность поршня. Изохорный процесс Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме называют изохорным (от греч. «хорема» - вместимость). Из уравнения состояния [pic]вытекает, что в любом состоянии газа с неизменн ым объёмом отношение давления газа к его температуре остаётся неизменн ым: [pic] =const при V=const. Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если о бъём не меняется. Этот газовый закон был установлен в 1787 году французским физиком Ж. Шарле м (1746 – 1823) и носит название закона Шарля. Согласно уравнению [pic] =const при V=const дав ления газа линейно зависит от температуры при постоянном объёме: p=const T. Эта зависимость изображается прямой, называемой изохорой. Разным объёмам соответствуют разные изохоры. С ростом объёма газа при по стоянной температуре давление его согласно закону Бойля-Мариотта пада ет. Поэтому изохора, соответствующая большему объёму V2, лежит ниже изохо ры, соответствующей меньшему объёму V1. В соответствии с уравнением все изохоры начинаются в точке T=0. Значит, да вление идеального газа при абсолютном нуле равно нулю. Увеличение давления газа в любой ёмкости или в электрической лампочке п ри нагревании является изохорным процессом. Изохорный процесс использ уется в газовых термостатах постоянного объёма.
© Рефератбанк, 2002 - 2017