В задачах на термодинамике с использованием уравнения Менделеева-Клапейрона достаточно часто можно увидеть текстовое дано, указывающее на конкретный процесс.
Процесс — переход газа из одного состояние в другое, при котором изменяется хотя бы один из термодинамических параметров (давление газа — , объём газа — или температура газа — ). Исходя из понятия процесса, вводят определение изопроцесса.
Изопроцесс — процесс, при котором постоянным остаётся один из параметров, характеризующих систему. В школьных задачах на изопроцессы, по умолчанию, считается, что химическое количество (или масса) газа остаётся постоянной в рамках всей задачи.
Будем вводить изопроцессы, используя уравнение Менделеева-Клапейрона:
(1)
- где
- — текущее давление газа,
- — текущий объём газа,
- — текущее химическое количество газа,
- — текущая температура газа,
- м*кг*с*К*Моль — газовая постоянная.
Рассмотрим следующие изопроцессы:
- изотермический — изопроцесс, при котором постоянным остаётся температура газа (). Тогда, исходя из уравнения Менделеева-Клапейрона:
(2)
Соотношение (2) является законом Бойля-Мариотта.
- изобарический — изопроцесс, при котором постоянным остаётся давление газа (). Тогда, исходя из уравнения Менделеева-Клапейрона:
(3)
Соотношение (3) является законом Гей — Люссака.
- изохорический — изопроцесс, при котором постоянным остаётся объём газа (). Тогда, исходя из уравнения Менделеева-Клапейрона:
(4)
Соотношение (4) является законом Шарля.
Таким образом, основные газовые законы можно считать следствием уравнения Менделеева-Клапейрона.
Вывод: словесное описание процесса в задаче приводит к конкретным соотношениям, которые и наталкивают на дальнейшее решение задачи.