Przemiana izobaryczna

Wykres p(V) przemiany izobarycznej.
1-2 izobaryczne rozprężanie
1-3 izobaryczne sprężanie
Pola zaznaczone na szaro oznaczają pracę wykonaną przez gaz przy rozprężaniu lub sprężaniu.

Przemiana izobaryczna to proces termodynamiczny, podczas którego ciśnienie układu nie ulega zmianie, natomiast pozostałe parametry termodynamiczne czynnika mogą się zmieniać. Procesy izobaryczne mogą zachodzić zarówno w sposób odwracalny, jak i nieodwracalny. Odwracalny proces izobaryczny przedstawia na wykresie krzywa zwana izobarą. Praca wykonana przez układ (lub nad układem) w odwracalnym procesie izobarycznym jest równa ubytkowi (lub przyrostowi) entalpii układu. W szczególności, gdy jedyny wkład do pracy stanowi praca objętościowa (polegająca na zmianie objętości układu), jest ona wyrażona wzorem

$W=p\Delta V\,$

gdzie

W – praca wykonana przez układ,

p – ciśnienie,

ΔV – wzrost objętości układu.

Dla gazu doskonałego przemiana izobaryczna spełnia zależność

${V \over T}=\operatorname {const}$

V – objętość,

T – temperatura.

Przemiana izobaryczna często pojawia się w teorii maszyn cieplnych oraz urządzeń energetycznych. Jest jedną z przemian tworzących obiegi porównawcze siłowni parowej (obieg Clausiusa-Rankine'a), turbiny gazowej (obieg Braytona-Joule'a), chłodziarki gazowej (obieg Joule'a) i parowej (obieg Lindego), silnika wysokoprężnego (obieg Seiligera-Sabathé).

Przemiana izobaryczna jest przemianą porównawczą przedstawiającą proces wytwarzania i przegrzewania pary wodnej w kotłach parowych oraz jej skraplania w skraplaczach współczesnych elektrowni parowych. W urządzeniach tych ma miejsce konwersja energii o mocy na poziomie kilkudziesięciu tysięcy megawatów (tylko w Polsce), co świadczy o wysokim znaczeniu przemiany izobarycznej w technice współczesnego świata.

Na poniższych rysunkach przedstawione są przemiany izobaryczne wody i pary wodnej w układzie h-s (entalpia właściwa - entropia właściwa) i T-s (temperatura - entropia właściwa) na tle linii nasycenia i stałego stopnia suchości pary.

Zobacz też

• druga zasada termodynamiki
• elektrownia cieplna
• przemiana adiabatyczna
• przemiana izentropowa
• przemiana izochoryczna
• przemiana izotermiczna
• przemiana politropowa
• równanie Clapeyrona (stan gazu idealnego)
• wymiennik ciepła