Изотермический процесс. 
Анализ основных термодинамических процессов

изохорный изобарный адиабатный изотермический политропный Изотермический процесс представлен равносторонней гиперболой 1—3. Для того чтобы температура в процессе расширения 1—3 не изменялась, к газу необходимо подводить теплоту.

Изотермическим процессом называется процесс, протекающий при постоянной температуре.

1) Т = const.

2) Рис. 16.

В системе p, V координат изотерма представляет собой равнобокую гиперболу.

3) Из соотношения p₁V₁ = p₂V₂ = const получим:

4) Изменение внутренней энергии и энтальпии.

dU = C_vm dT = 0; ДU = U₂ — U₁= 0.

di = C_pm dT = 0; Дi = i₂ — i₁ = 0.

Изменение внутренней энергии (идеального газа) не происходит.

5) Изменение энтропии и изображение процесса в системе T, S координат, рис. 11.

6) Работа изменения объема.

Подставим в подинтегральное выражение значение.

.

7) Теплота процесса:

.

8) Аналитическое выражение I закона термодинамики.

Всё подведенное к рабочему телу тепло расходуется на работу изменения объема. дq = дl; q = l.

В процессах расширения, расположенных выше изотермы 1−3 (0.

Из рх-диаграммы следует, что наибольшая величина работы расширения для изображенных процессов соответствует изобарному процессу 1—2 (n=0). С увеличением показателя политропы работа расширения уменьшается, и при п =? она равна нулю (изохорный процесс 1—5).

На рис. 2 рассмотренные процессы изображены в системе координат Ts. Изотермическому процессу соответствует горизонтальный отрезок 1—5, а адиабата представлена вертикальной прямой 1−2. Для анализа уравнения политропы с помощью Ts-диаграммы рассмотрим зависимость энтропии s от абсолютной температуры T. После подстановки в выражение ds = dq/T значения dq из соотношения dq = cdT найдем.

Интегрируя в пределах от T1 до T2 при c = const, получим.

(5).

Как следует из выражения (5), политропа в системе координат Ts изображается логарифмической кривой. Анализ уравнения (5) показывает, что при данном изменении энтропии? s отношение температур T2/T1 чем меньше, чем выше теплоемкость процесса. Поэтому с уменьшением теплоемкости процесса политропа будет проходить более круто, то есть будет больше отклоняться от горизонтали. Так как cp>cх, то изобара 1−4 проходит на Ts-диаграмме выше, чем изохора 1—3.