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.