Tu jest o tych przemianach w miarę po polsku, z polibudy łódzkiej ^^ skany to notatki z mechatroniki, podobno „absolutne minimum” i że jeśli tamto się walnie to będzie na pewno dobrze :D

Przemiana izotermiczna

 

Jeśli proces zachodzi w stałej temperaturze, czyli T=const., to taką przemianę nazywa się przemianą izotermiczną. 
Z równania stanu gazu wynika, że w przemianie tej ciśnienie gazu jest odwrotnie proporcjonalne do jego objętości, bowiem dla danej masy gazu wyrażonej w molach

p=	const. V

Związek ten nazywany jest prawem Boyle'a Mariotte'a.

Dlaczego ciśnienie gazu w stałej temperaturze maleje podczas zwiększania jego objętości?
Dzieje się tak dlatego, że maleje liczba cząsteczek zawartych w jednostce objętości - średnia częstość uderzeń w ścianki naczynia jest mniejsza, maleje więc wartość siły parcia gazu na ścianki.

Na wykresach przedstawiono zależności pV, pT i TV w stałej temperaturze gazu doskonałego dla temperatur T₁<T₂<T₃.

Izoterma asymptotycznie dąży do osi oraz

p₁V₁=p₂V₂.

Praca przemiany izotermicznej gazu doskonałego, jeżeli objętość zmieni się od V₁ do V₂

:

W= RT ln	V2 V1

Na wykresie zależności ciśnienia od objętości, pole pod wykresem liczbowo jest równe wykonanej przez gaz pracy.

Zacieniony obszar odpowiada pracy wykonanej przez 1 mol tlenu, który w stałej temperaturze T równej 310 K rozszerza się od objętości V_pocz do V_końc.

Ciepło przemiany można wyznaczyć stosując I zasadę termodynamiki

Q= W= RT ln	V2 V1

Energia wewnętrzna gazu doskonałego podczas przemiany izotermicznej (Δ T=0) nie ulega zmianie, ponieważ

ΔU=m c_V ΔT=0.

Przemiana izobaryczna

 

Jeśli proces zachodzi przy stałym ciśnieniu, czyli p=const., to taką przemianę nazywa się przemianą izobaryczną. 
Z równania stanu wynika, że w tym przypadku objętość jest liniową funkcją temperatury.

	V T	=const.

Związek ten nazywany jest prawem Gay-Lussaca.

Przemiana izobaryczna gazu to inaczej jego rozszerzenie termiczne. Ze wzrostem temperatury zachodzi wzrost ciśnienia gazu (a z jej obniżaniem się - zmniejszenie objętości).

Na wykresach przedstawiono zależności pV, pT i TV w stałej objętości gazu doskonałego dla temperatur p₁ < p₂ < p₃.

W tej przemianie objętość gazu jest wprost proporcjonalna do jego temperatury oraz

	V1 T1	=	V2 T2

Ciepło przemiany izobarycznej

ΔQ=mc_pΔT

Korzystając z I zasady termodynamiki

mc_pΔT=ΔU+pΔV.Z równania stanu gazu doskonałego

ΔV=	m R M p	ΔT

otrzymuje się zależność

mcpΔT= mcVΔT+	m R M	ΔT

oraz

cp= cV+	R  M

lub dla ciepeł molowych

C_p= C_V+R.

κ=	Cp  CV

Praca w przemianie izobarycznej

W= p(V₂-V₁)

lub

W= nR(T₂ -T₁).

Praca jest równa polu powierzchni zacieniowanego prostokąta na wykresie.

Przemiana izochoryczna

 

to proces, w którym objętość układu pozostaje stała, czyli V=const. W przemianie tej nie jest wykonywana praca. 
Wykres funkcji p(T) jest nazywany izochorą i ma postać

	p T	=const.

Związek ten nazywany jest prawem Charlese'a.

Przyczyną wzrostu ciśnienia gazu wraz ze wzrostem temperatury jest średnia energia kinetyczna ruchu postępowego cząsteczek. Cząsteczki o większej szybkości działają na ścianki zbiornika podczas zderzeń z większą siłą.

Na wykresach przedstawiono zależności pV, pT i TV w stałej objętości gazu doskonałego dla temperatur V₁ < V₂ < V₃.

W przemianie tej objętość pozostaje stała, zmieniają się temperatura i ciśnienie gazu, ale tak, iż stosunek ciśnienia do temperatury pozostaje stały:

	p1 T1	=	p2 T2

Praca w przemianie izochorycznej

W=pΔV=0

ponieważ objętość gazu pozostaje bez zmian.

Gaz doskonały w zbiorniku o stałej objętości jest ogrzewany od temperatury T do T+ΔT. Ciepło jest dostarczane do układu, który nie wykonuje pracy.

Ciepło przemiany

ΔU=mc_V(T₂-T₁)=Q.

Przemiana adiabatyczna

 

to proces, w którym nie zachodzi wymiana ciepła z otoczeniem Q =const. Warunek braku przepływu ciepła można spełnić, przeprowadzając proces bardzo szybko lub w dobrze izolowanym zbiorniku.
Przemianę opisuje równanie Poissona

pV^κ=const.

gdzie wykładnik

κ=	Cp CV

wyraża iloraz wartości molowych ciepeł właściwych gazu przy stałym ciśnieniu i stałej objętości.

W związku z tym, że adiabata jest bardziej stroma niż izoterma (adiabatyczne zmiany ciśnienia są większe niż izotermiczne) przy sprężaniu adiabatycznym gaz, nie mogąc wymienić ciepła z otoczeniem, ogrzewa się co powoduje dodatkowy wzrost ciśnienia. Oziębienie się gazu przy adiabatycznym rozprężaniu wywołuje zmniejszanie ciśnienia. W ten sposób adiabatyczna zmiana ciśnienia występuje na skutek: zmiany objętości i zmiany temperatury. Natomiast izotermiczna zmiana ciśnienia jedynie na skutek zmiany objętości.

Dla przemiany adiabatycznej pomiędzy punktami 1 i 2:

p₁V₁^κ=p₂V₂^κ.

Praca w przemianie adiabatycznej (ΔQ=0) na podstawie I zasady termodynamiki

ΔU= -W

W= mc_V(T₁-T₂)