Онлайн


Изохорный процесс

43

 Изохорный процесс графически изображается изохорой, которая наглядно выражает зависимость между давлением и температурой газа. Модель демонстрирует изменение состояния газа, находящегося в цилиндре с поршнем при изменении температуры газа при постоянном объёме. 

Подробнее

Изохорный процесс- это процесс, происходящий при постоянном объёме. Он изображается линией p=p(t), которую называют изохорой.

Закон Шарля: давление данной массы газа при постоянном объеме изменяется линейно с температурой:

4.1

где t - температура газа по шкале Цельсия, p0- давление при t = 0ºС,  α = 1/273,15 К-1 - коэффициент,V = const, m = const. На диаграмме в координатах p, t изохорный процесс изображается прямой (см. рис. 1 а). На диаграмме p, V изохора является прямой, параллельной оси p (см. рис. 1 б).

4.2
 Рис. 1. а) График зависимости давления газа от температуры t, измеряемой по шкале Цельсия. p0- давление газа при температуре t=0ºC. Красной стрелкой показан изохорный процесс из состояния 1 в состояние 2, t1, p1 в t2, p2описывается формулой (1). б) На диаграмме pV процесс 1 в 2 изображается вертикальным отрезком (показан красной стрелкой). Масса газа постоянна. Из (1) следует, что изохоры пересекают ось температур в точке t= - 1/α = -273,150С, определяемой из условия 1 +α t = 0. Перенос начала отсчёта температуры в эту точку означает переход к шкале Кельвина:

 

4.3

4.4

  Рис. 2.  График зависимости давления газа от температуры T, измеряемой по шкале Кельвина. Красной стрелкой показан изохорный процесс из состояния 1 в состояние 2, T1, p1 в T2, p2.
Масса газа постоянна.

Закон Шарля объясняется молекулярно-кинетической теорией. При увеличении температуры газа скорости его молекул увеличиваются. Поэтому молекулы газа сталкивается со стенками сосуда чаще и действуют на стенку с большей силой. Соответственно увеличивается и давление молекул газа на стенки сосуда. Это качественное объяснение закона Шарля, а для количественного объяснения, т. е. для строгого вывода эакона Шарля из молекулярно-кинетических представлений, нужно вычислить все эти величины: и среднюю скорость движения, и частоту столкновений молекул со стенкой, и (средний) импульс, передаваемый стенке частицей при столкновении. Необходимо также знать, как энергия распределена между частицами.