Вычисление энтропии идеального газа
Формулы для вычисления изменения энтропии идеального газа могут быть получены из уравнения первого закона термодинамики:
В процессе при v=const , в котором тело не совершает внешней работы
Или, заменив Р на из уравнения Клапейрона, получим
Разделив обе части последнего уравнения на Т, имеем:
Так как , то
(5.1)
Интегрируя (5.1) при cv=const, найдем
Таким образом, получено уравнение для вычисления энтропии как функции температуры и удельного объема
Для получения изменения энтропии как функции температуры и давления следует из уравнения (5.1) исключить
.
Из уравнения Клапейрона после дифференцирования получаем
;
;
.
Так как ,то
Или, разделив на :
.
Подставляя из последнего выражения в уравнение (5.1) и учитывая, что из уравнения Майера
, найдем:
. (5.2)
Интегрируя последнее уравнение при const, получаем выражение для определения изменения энтропии как функции температуры и давления
.
Для получения изменения энтропии как функции давления и удельного объема следует из уравнения (5.2) исключить .
;
;
(5.3)
Изохорный процесс
Термодинамический процесс, протекающий при =const или
, называется изохорным, а кривая процесса – изохорой.
Таблица 5.2 – Исследование изохорного процесса
Метод исследования | Формулы |
1. Уравнение кривой процесса в ![]() | ![]() ![]() |
2. График процесса в ![]() ![]() | |
Изохора 1-2 – вертикальная прямая, параллельная оси ![]() | ![]() |
Pис. 5.1. Изохорный процесс в ![]() | |
Площадь под изохорным процессом в ![]() | ![]() |
Pис. 5.2. Изохорный процесс в ![]() |
Продолжение таблицы 5.2
Метод исследования | Формулы |
3. Изохорный процесс описывается уравнением состояния в виде: При изохорном процессе давление газа пропорционально абсолютной температуре (закон Шарля): | ![]() |
4. Изменение внутренней энергии газа при постоянной теплоемкости | ![]() |
5. Внешняя работа газа при ![]() ![]() | ![]() ![]() |
6. Удельная располагаемая работа в изохорном процессе: | ![]() |
7. Вся подведенная теплота в рассматриваемом процессе идет на изменение внутренней энергии рабочего тела. | ![]() |
Изменение энтальпии в изохорном процессе: | ![]() |
9. Изменение удельной энтропии в обратимом изохорном процессе определяется по формуле: | ![]() ![]() ![]() |
10. Так как в изохорном процессе ![]() | ![]() |
11. Доля теплоты, расходуемая на совершение работы | ![]() |
На рис. 5.3. показано распределение теплоты в изохорном процессе
![]() | ![]() |
Рис. 5.3. Схема распределения теплоты в изохорном процессе: