Изохорический процесс
Изохорический процесс — это изменение состояния газа при постоянном объёме. Для данной массы газа при таком процессе давление увеличивается во столько же раз, во сколько увеличивается абсолютная температура.
Изохорический процесс описывают с помощью уравнения Менделеева—Клапейрона. Если объём и количество газа не меняются, из этого уравнения следует зависимость давления от температуры. Поэтому изохорический процесс также называют законом Шарля; подробнее он рассматривается на странице закона Шарля.
Формула
Здесь \(p_1\) и \(T_1\) — давление и абсолютная температура в начальном состоянии, а \(p_2\) и \(T_2\) — в конечном. Температуру необходимо подставлять в кельвинах: \(T=t+273\). При постоянном объёме давление газа растёт с температурой линейно. На графике зависимости \(p(T)\) это прямая, проходящая через начало координат.
Газ находится в закрытом жёстком баллоне при температуре \(300\,\text{К}\) и давлении \(100\,\text{кПа}\). Если нагреть его до \(600\,\text{К}\), то объём останется постоянным, а давление станет \(p_2=p_1\frac{T_2}{T_1}=100\cdot\frac{600}{300}=200\,\text{кПа}\).
Изохорический процесс означает постоянный объём, а не постоянное давление. При нагревании газа в закрытом жёстком сосуде давление изменяется. Не следует также использовать температуру в градусах Цельсия: в формуле нужна абсолютная температура в кельвинах.
Как изменится давление газа при постоянном объёме, если абсолютную температуру увеличить в 3 раза?
Главное
- Изохорический процесс протекает при постоянном объёме: \(V=\text{const}\).
- Для постоянной массы газа \(\frac{p}{T}=\text{const}\), поэтому давление прямо пропорционально абсолютной температуре.
- В расчётах температуру выражают в кельвинах, а график \(p(T)\) представляет собой прямую через начало координат.