|
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называется изобарным
. Изобарный процесс протекает при неизменном давлении p
и условии m
=
const
и M
=
const
.
Согласно уравнению (4
) в любом состоянии газа с неизменным давлением отношение объема газа к его температуре остается постоянным:
где V– объем газа при абсолютной температуре T
, V
0
– объем газа при температуре 00С
; коэффициент α, равный 1/273 К-1
, называется температурным коэффициентом объемного расширения газов.
Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется.
Этот закон был установлен экспериментально в 1802г. французским ученым Ж. Гей-Люссаком (1778 – 1850) и носит название закон Гей-Люссака
.
Формулу закона Гей-Люссака можно переписать в виде:
Таким образом, при неизменной массе газа и постоянном давлении его объем с повышением температуры на 1 градус увеличивается на 1/273 часть того объема, который газ занимает при 273К (00С).
Графически такой процесс изображается прямой с помощью координатных осей V
,
T
продолжение которой проходит через начало координат. Называют эту прямую изобарой
(рис.4
).
Рис.4
Графическая зависимость изобарического процесса
Угол ее наклона α
к оси температур зависит от давления газа: чем больше давление, тем меньше угол наклона (p
3
>
p
2
>
p
1
).
Различным давлениям соответствуют разные изобары. С ростом давления объем газа при постоянной температуре согласно закону Бойле - Мариотта уменьшается. Поэтому изобара, соответствующая более высокому давлению p
2
, лежит ниже изобары, соответствующей более низкому давлению p
1
.
Следовательно, при одной и той же температуре газ будет занимать тем больший объем, чем меньше его давление. На диаграммах с координатными осями p
,
V
или p
,
T
изобары имеют вид прямых, параллельных оси Т
или, соответственно оси V
(рис.5, рис.6
).
Рис.5
График изобарического процесса в координатах p,T
Рис.6
График изобарического процесса в координатах p,V
Изобарным можно считать расширение газа при нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем. Постоянство давления в цилиндре обеспечивается атмосферным давлением на внешнюю поверхность поршня.
|
