Pv- і Ts-діаграми, їх властивості

1) У термодинаміці на дослідження рівноважних процесів широко використовуютьрv– діаграму, у якій віссю абсцис служить питомий обсяг, а віссю ординат – тиск. Оскільки стан термодинамічної системи визначається двома параметрами, то наPV-діаграмі воно зображується точкою. На малюнку точка 1 відповідає початковому стану системи, точка 2 кінцевому, а лінія 1-2 процесу розширення робочого тіла від v1 до v2. При нескінченно малій зміні об'ємуdvплоща заштрихованої вертикальної смужки дорівнює pdv = δl, отже робота процесу 1-2 зображується площею, обмеженою кривою процесу, віссю абсцис і крайніми ординатами. Таким чином, робота зміни обсягу еквівалентна площі під кривою процесу в діаграміPV.

процес

2)Рівноважний стан в TS-діаграмі зображуються точками з координатами, що відповідають значенням температури та ентропії. На цій діаграмі по осі ординат відкладається температура, а по осі абсцис -ентропія.

Оборотний термодинамічний процес зміни стану робочого тіла від початкового стану 1 до кінцевого стану 2 зображується на TS-діаграмі безперервної кривої, що проходить між цими точками. Площа abdc дорівнює TdS=dq, тобто. виражає елементарну кількість теплоти, що отримується або віддається системою в оборотному процесі. Площа під кривою вTS−діаграмі являє собою теплоту, підведену до системи або відведену від неї. ТомуTS−діаграму називають тепловою.

Газові процеси в TS-діаграмі.

1. Ізотермічний процес.

При ізотермічному процесі T=const . ТомуTS-діаграмі він зображується прямолінією, паралельної осі абсцис.

2. Адіабатний процес

В адіабатному процесіq=0іdq=0,а отжеdS=0.

Отже, в адіабатному процесіS=constі вTS-діаграмі адіабатний процес зображується прямою лінією, паралельної осіT.Оскільки в адіабатному процесіS= const, то адіабатні оборотні процеси називають також ізоентропними. При адіабатному стиску температура робочого тіла підвищується, а при розширенні знижується. Тому процесс1-2 - це процес стиснення, а процес 2-1 - це розширення.

3. Ізохорний процес

Для ізохорного процесуV=const, dV=0.При постійній теплоємності - вид наTS-діаграмі. Подкасательная до кривої процесу у її точці визначає значення істинної теплоємностіCV. Подкасательная буде позитивної лише у разі, якщо крива буде звернена опуклістю вниз.

4. Ізобарний процес

В ізобарному процесі тиск постійнийp = const.

Приp=constяк і заV=constізобара є логарифмічною кривою, піднімається зліва направо і звернена опуклістю вниз.

Подкасательная до кривої 1-2 у її точці дає значення істинної теплоємностіCp.

5. Політропний процес

У політропному процесі. Політропний процес наTS-діаграмі зображується кривою, розташування якої залежить від показникаn.