IMG 72

^WLH-34.

1

o

•-

7. przemiany termodynamiczne

Oddziaływania pomiędzy układem termodynamicznym i otoczeniem powoduj, /imany stanu czynnika termodynamicznego zawartego w tym układzie. Do tego mi_CJ. sca nie rozważaliśmy jednak, co się dzieje pomiędzy dwoma stanami czynnika termo, dynamicznego, np. pobierającego ciepło lub oddającego pracę. Stwierdzaliśmy jedy. me. że parametry termodynamiczne w jednym stanie są inne niż w drugim. Stwierdzili, śmy również, żc w odniesieniu do funkcji stanu (np. energii wewnętrznej) jej przyrost zależy tylko od wartości początkowych i końcowych parametrów w obu stunach, nuto miast dla wielkości takich jak ciepło czy praca, ich wartość (pobrana lub oddana) zależy równic/ od tego. po jakiej drodze zachodzi zmiana parametrów stanu czynnika termodynamicznego.

Proces /mian wartości termicznych parametrów stanu (p, V, T) czynnika termodynamicznego. zachodzący pomiędzy jego dwoma wyróżnionymi stanami, nazywamy przemianą termodynamiczną. Gdy wartości parametrów stanu układu zmieniają się wolno, przechodząc przez kolejne stany równowagi trwalej, przemianę nazywamy ąuasi-slatyczną lub równowagową.

Dalsza część wykładu odnosi się wyłącznie do przemian równowagowych Czynnik w układzie termodynamicznym, można teoretycznie - przeprowadzić z jednego stanu do drugiego drogą nieskończenie wielu przemian. Oczywiście w praktyce stosuje się jedynie ograniczoną liczbę przemian, tzw. charakterystycznych, dla których można założyć, że istnieje jakiś charakterystyczny warunek (może to być np. stała wartość któregoś z trzech parametrów stanu czynnika, określona zależność pomiędzy dwoma parametrami stanu albo ograniczenie narzucone na oddziaływanie pomiędzy układem i otoczeniem). Przemiany tc, rzecz jasna, opisują procesy rzeczywiste jedynie w przybliżeniu. Zależność w postaci funkcyjnej wiążąca ze sobą parametry stanu i opisująca, w jaki sposób zmieniają się one w danym procesie, nazywamy rów-naniem przemiany

Ogólnie, przemiany termodynamiczne można podzielić na.

Przemiany bez rozpraszania energii (popularnie określane beztarciowymi).

przemianach tych całkowite ciepło doprowadzone do (odprowadzone od) układu jest równe ciepłu pobranemu (oddanemu) pr/ez czynnik termodynamiczny w układzie.

Przemiany / rozpraszaniem energii (najczęściej traktowane jako przemiany z tarciem). W tych przemianach całkowite ciepło pobrane przez czynnik termodynamiczny w    równe sumie algebraicznej ciepła doprowadzonego do

układu i ciepła tarcia.

Jeżeli przt-mluna Jest równowagowa i zachodzi l»ez rozpraszania (« yssypu _r0crgll. ^lo J^eł* przemianą odwracalną. Jeżeli natomiast w przemian c on ecz jrit uzwględnlenie tarcia, to staje tlę ona przemianą nieodwracalną.

7.1.    PRZEMIANY CHARAKTERYSTYCZNE GAZÓW DOSKONAŁYCH I PÓLDOSKON ALYCll

7.1.1.    PRZEMIANA IZOTERMICZNA - IZOTERMA

Izotermą (przemianą izotermiczną) nazywamy przemianą zachodzącą przy s a cj temperaturze czynnika, T = idem

Z równania stanu gazu doskonałego (Clapeyrona) wynika, żc dla T “ i cm.

pv = RT = idem		(71)
czyli, dla dwóch różnych stanów czynnika:	lanauM
p,v, = p2v 2	P^v* Pa	(7.1a)
albo:	V pt ŹLti.
£l = Zl P2 ^v,		(7-Ib)

Wzory (7.1) są podstawowymi równaniami przemiany izotcrmiczncj. wyrażający mi również tzw prawo Boylc‘a-Mariotta (patrz rozdz. 3, wzory (3.3)). Krzywe P¹"**” mian izotermicznych dla różnych wartości temperatur w układzie współprżądnych p-v pokazano na rysunku 7.1.

Ky*. 7.1. Przemiana izotermiczną w układzie współrzędnych /» v. a) położenie i/olenii różny* h wartości temperatury; b) konstrukcja izotermy w układzie /i v

127