I.14.2. Transformări simple ale gazului ideal

📚

A. În cazul transformării izocore (ν și V const.) → ΔV = 0 → L_V = p ∙ ΔV = 0.

Avem două cazuri:

• Gazul închis într-un volum constant este încălzit, absoarbe căldură → Q_V > 0 și ΔU > 0 (crește energia internă a gazului).

• Gazul închis într-un volum constant este răcit, cedează căldură → Q_V < 0 și ΔU < 0 (scade energia internă a gazului).

ΔU = Q_V = ν ∙ C_V ∙ ΔT

ΔU = U – U₀ și ΔT = T – T₀, pentru T₀ = 0 K → U₀ = 0

Energia internă a unui gaz ideal monoatomic este:

U = ν ∙ C_V ∙ T = 3/2 ∙ ν ∙ R ∙ T

📚

B. În cazul transformării izobare (ν și p const.) dacă gazul este încălzit, absoarbe căldură → Q_p > 0 și o parte din energie este folosită la creșterea energiei interne a gazului ΔU > 0 și cealaltă parte este lucrul mecanic efectuat de gaz asupra exteriorului, L > 0.

L = p ∙ ΔV

Q_p = ν ∙ C_p ∙ ΔT

Variația energiei interne nu depinde de proces și putem scrie:

ΔU = ν ∙ C_V ∙ ΔT

📚

C. În cazul transformării izoterme (ν și T const.) → U = const. și ΔU = 0.

Când gazul este încălzit, absoarbe căldură → Q_T > 0 și L > 0, fiind folosită integral pentru efectuarea de lucru mecanic asupra exteriorului.

Într-o transformare izotermă, presiunea este invers proporțională cu volumul gazului și atunci avem lucrul mecanic:

📚

D. În cazul transformării adiabatice (ν const.) → Q_ad = 0

ΔU = - L_ad

ΔU = ν ∙ C_V ∙ΔT

L_ad = - ν ∙ C_V ∙ ΔT

Ecuația procesului adiabatic se numește ecuația Poisson:

📚