Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 68 стр.

§ 15. Изотермический процесс
76


§ 15. Изотермический процесс

      1. Т = const. Изотермический — это процесс при постоян-
ной температуре. Раз один из трех параметров — температура
— постоянен, то меняются два других — давление и объем.
Значит, это должны быть процессы расширения-сжатия. Для
того чтобы температура не менялась, нужно проводить их либо
очень медленно (чтобы температура газа успевала выравни-
ваться с температурой окружающей среды), либо обеспечить
очень интенсивный теплообмен газа с окружающей средой.
      2. Первое детальное исследование изотермического про-
цесса, как упоминалось во введении, предпринял Роберт Бойль.
       Примерно в одно время с Бойлем подобные эксперименты проводили
и другие. Бойль считается автором закона благодаря тому, что его экспери-
менты сопровождались весьма точными измерениями. Кроме этого, Бойль
первым опубликовал свои результаты сначала на английском, а затем на
международном тогда языке науки – латинском.
       Установка Бойля представляла собой U-образную трубку высотой в
несколько метров с одним закрытым концом. Через второй открытый конец
понемногу добавлялась ртуть, игравшая роль одновременно гидрозатвора,
отделяющего сжимаемый газ от атмосферы, поршня, сжимающего газ, и
элемента манометра, определяющего давление в газе.
      Эксперименты состояли в сжатии и расширении воздуха
при давлениях как существенно выше, так и ниже атмосфер-
ного. Результатом стал всем известный закон
                          рV = const.                   (4.1)
      В переводе на русский эта фраза может звучать так: для
заданного количества выбранного газа произведение его
давления и объема будет одинаковым во всех состояниях с
выбранной температурой. Значение константы может быть
различным, поскольку в ней скрываются количество газа, его
молярная масса и та постоянная температура, при которой
происходит процесс. Но это выяснилось позже.
      Из уравнения (4.1) следует, что между объемом и давле-
нием обратно пропорциональная зависимость, расширение со-
провождается понижением давления, сжатие – наоборот:
                              const .                   (4.2)
                           p=
                                V
      Значение константы можно расшифровать еще и так.
Поскольку произведение давления и объема в любом состоя-