С1.5. Изопроцессы

Изопроцесс — термодинамический процесс, в котором один из термодинамических параметров не изменяется:

• изохорический процесс V = const;

• изобарический процесс р = const;

• изотермический процесс Т = const.

На рисунках изображены изохоры идеального газа в рТ-координатах, изобары идеального газа в КТ-координатах и изотермы идеального газа в pV-координатах

Температура в МКТ

В МКТ температура является мерой средней кинетической энергии движения частиц макросистемы.

Теорема Больцмана о равнораспределении: в состоя­нии термодинамического равновесия на каждую степень свободы частицы приходится кинетическая энергия, среднее значение которой составляет

Здесь k называется константой Больцмана. У частицы, совершающей только поступательное движение

Основное уравнение идеального газа можно преоюразовать к виду:

По виду оно совпадает с уравнением Менделеева— Клапейрона, так что:

Молярная теплоемкость в процессе при постоянном объеме для идеального газа, частицы которого обладают i степенями свободы, имеет вид:

У молекул кроме трех поступательных (движение центра масс) есть также вращательные и колебательные степени свободы.

Из-за постоянного движения частиц значения плотности в разных частях системы могут отличаться от среднего. Мгновенные значения давления также могут отличаться от равновесного. Также обстоит дело и с другими макропараметрами. Флуктуации проявляются тем сильнее, чем меньше количество частиц системы.