ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС

 

Процесс, протекающий при постоянном удельном объеме, называется изохорным. Изохорный процесс применяется, в частности, при расчетах теоретических циклов карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Уравнение процесса

 

J = const. (46)

 

В rJ-диаграмме (рис. 3, а) графиком процесса является прямая линия, перпендикулярная оси абсцисс, называемая изохорой.

При неизменном объеме DJ = 0 площадь, соответствующая в rJ-диаграмме работе расширения ℓ, также равна нулю. Следовательно, в изохорном процессе работа расширения газа ℓ = 0.

Зависимость между изменяющимися параметрами газа определяется из уравнения (14), записанного для начального 1 и конечного 2 (рис. 3, а) состояний:

 

r₁J = RT₁ и r₂J = RT₂. (47)

 

 

Рис. 3. Изохорный процесс в rJ (а)- и Ts (б)-диаграммах.

 

 

Разделив почленно, получим

 

p₁p₂ / T₁T₂. (48)

 

Уравнение (47) показывает, что в изохорном процессе давление газа прямо пропорционально абсолютной температуре.

Поскольку в данном процессе ℓ = 0, то, согласно формуле (41), подводимая к рабочему телу теплота q полностью расходуется на изменение внутренней энергии:

 

q = u₂ – u₁ = Du = c_J (T₂ – T₁). (49)

 

В процессе 1-2¢ (рис. 3, а) теплота q отводится от газа, в результате понижается его температура. Следовательно, процесс 1-2¢ – охлаждение рабочего тела (– q).

Изменение удельной энтропии Ds = s₂ – s₁ в изохорном процессе (при постоянной теплоемкости c_J) подсчитывают по формуле:

 

Ds = s₂ – s₁ = c_J ℓnT₂/T₁ = 2,3 c_J ℓg T₂/T₁, (50)

 

где Ds – изменение энтропии газа, кДж/(кг ^. К): c_J – средняя массовая теплоемкость газа в процессе при J = const; T₁, T₂ – температуры соответственно в начале и в конце процесса, К.

 

Уравнение (50) показывает, что изохорный процесс изображается в координатах T, s логарифмической кривой (рис. 3, б) и протекает так, что при подводе теплоты (+ q) увеличиваются энтропия и температура газа, а при отводе теплоты (– q) эти параметры уменьшаются.