Przemiana izotermiczna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Przemiana izotermiczna, proces izotermiczny – w przemiana termodynamiczna zachodząca przy określonej, stałej temperaturze[1]. Krzywa opisująca przemianę izotermiczną nazywana jest izotermą.

Przypadek gazu doskonałego[edytuj | edytuj kod]

Żółty obszar odpowiada wykonanej pracy

Równanie izotermy[edytuj | edytuj kod]

Dla gazu doskonałego, energia wewnętrzna jest funkcją temperatury. Dlatego w przemianie izotermicznej, ponieważ zachodzi zależność:

co wyrażane jest też prawidłowością:

lub

lub

gdzie:

i – ciśnienie i objętość początkowa,
i – ciśnienie i objętość końcowa,
i zmienne opisujące zachowanie się gazu podczas przemiany izotermicznej. Powyższa zależność między ciśnieniem i objętością dla gazu doskonałego stanowi treść prawa Boyle’a-Mariotte’a.

Izoterma gazu doskonałego jest hiperbolą na wykresie (ciśnienie–objętość)

Wykonana praca[edytuj | edytuj kod]

Cykl Carnota w układzie temperatura-entropia. Poziome linie to izotermy, pionowe to adiabaty odwracalne

Z pierwszej zasady termodynamiki wynika, że całe ciepło doprowadzone do gazu doskonałego w procesie izotermicznym jest zużywane na wykonanie pracy przeciwko siłom zewnętrznym.

Załóżmy, że mamy gaz w zbiorniku, zamknięty ruchomym tłokiem o polu powierzchni Dla bardzo małego przesunięcia tłoka praca może być zapisana wzorem:

Praca, jaką wykonuje gaz, rozszerzając się od objętości do wyraża wzór:

w procesie izotermicznym

Proces izotermiczny jest jedną z przemian w cyklu Carnota,

gdzie:

praca wykonana przez gaz,
– ciepło doprowadzone,
– ciśnienie,
– objętość,
– liczba moli gazu,
– uniwersalna stała gazowa.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. izotermiczny proces, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-12-20].