Изотермический процесс (T = const)
1. График процесса: T = const - горизонтальная линия (рис. 3.13).
2. Теплота процесса: Так как по определению энтропии
, то 
.
Следовательно, теплота процесса эквивалентна площади прямоугольника а12b.
3. При подводе к газу теплоты (
):
- энтропия газа возрастает (
), т.к. 
- газ расширяется, т.к. в соответствии с первым законом термодинамики 
. Учитывая, что в изотермическом процессе 
, получим 
.
4. Изменение энтропии для идеального газа:
или
.
Адиабатный процесс ( 
)
1. График процесса: Так как в этом процессе 
, то
и, следовательно, 
- вертикальная линия (рис. 3.14).
Вследствие постоянства энтропии в обратимом адиабатном процессе его называют также изоэнтропным.
2. Так как в этом процессе 
, то 
.
Поэтому процессу 1 - 2 (повышению температуры, 
) соответствует
адиабатное сжатие (
, а процессу 2 - 1 (понижению температуры, 
)
соответствует адиабатное расширение (
.
3. В необратимом адиабатном процессе энтропия растет (например, за счет трения) – процесс сжатия 1-2¢ или процесс расширения 2-1¢.
Площади под этими кривыми эквивалентны теплоте трения.
| 
|
| Рис. 3.13. Изотермический процесс | Рис. 3.14. Адиабатные процессы |
Изохорный процесс ( υ = const )
1. График процесса: т.к. в этом процессе
, то 
,
тогда 
– это логарифмическая спираль, тангенс угла наклона которой 
растет при увеличении 
. Следовательно, изохора обращена выпуклостью к оси абсцисс (рис. 3.15).
|
|
| Рис. 3.15. Изохорные процессы | Рис. 3.16. Изобарные процессы |
2. Теплота процесса: 
. При подводе теплоты температура газа растет, т.е. процесс идет от точки 1 к точке 2 и наоборот.
3. При увеличении 
изохоры эквидистантно сдвигаются вправо. Это следует из формулы для изменения энтропии в изотермическом процессе между точками 1 и 1 ¢, между которыми удельный объем возрастает от 
до 
.
.
4. Изменение энтропии в процессе 1-2 при 
равно
.
Изобарный процесс ( p = const)
1. График процесса: т.к. в этом процессе
, то 
,
тогда 
– это логарифмическая спираль, тангенс угла наклона которой
растет при увеличении . Следовательно, изобара обращена выпуклостью к оси абсцисс (рис. 3.16).
2. Теплота процесса: 
. При подводе теплоты температура газа растет, т.е. процесс идет от точки 1 к точке 2 и наоборот.
3. При увеличении 
изобары эквидистантно сдвигаются влево. Это следует из формулы для изменения энтропии в изотермическом процессе между точками 1 и 1 ¢, между которыми давление возрастает от 
до 
.
.
так как 
.
4. Изменение энтропии в процессе 1-2 при 
равно
.
Замечание. Наклон изобары (при одинаковом значении Т) меньше, чем у изохоры (рис. 3.17), поскольку cp > cυ, следовательно 
, откуда 
.
Политропные процессы ( pυn = const) в Т, s-координатах
В общем случае политропа в Т, s-координатах изображается кривой линией, вид и положение которой зависят от показателя политропы п (рис. 3.18).
|
|
| Рис. 3.17. Сравнение изохорного и изобарного процессов | Рис. 3.18. Политропные процессы |
Граничной линией процессов подвода и отвода теплоты является адиабата. Если процесс начинается на адиабате, например, в точке 0 и идет вправо от нее, то он протекает с подводом теплоты, т.к. 
и тогда 
Если процесс протекает влево от адиабаты, то он идет с отводом теплоты.
Граничной линией процессов сжатия и расширения является изохора. Если процесс начинается на изохоре, например, в точке 0 и идет вправо от нее, то он протекает с расширением газа (
) 
Если процесс протекает влево от изохоры, то он идет со сжатием газа (
).
