Что значит "изотермический процесс"

процесс, протекающий при постоянной температуре.

процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре. Для осуществления И. п. систему обычно помещают в термостат (массивное тело, находящееся в тепловом равновесии), теплопроводность которого велика, так что теплообмен с системой происходит достаточно быстро и её температура практически не отличается от температуры термостата. Можно осуществить И. п. иначе ≈ с применением источников или стоков тепла, контролируя постоянство температуры с помощью термометров. К И. п. относится, например, кипение жидкости или плавление твёрдого тела при постоянном давлении. В идеальном газе при И. п. произведение давления на объём постоянно ( Бойля ≈ Мариотта закон ).

При И. п. системе, вообще говоря, сообщается определённое количество теплоты (или она отдаёт теплоту) и совершается внешняя работа. Работа, совершенная идеальным газом в И.п., равна NkT ln(V2/V1), где N ≈ число частиц газа, Т ≈ температура, V1 и V2 ≈ объём газа в начале и конце процесса, k ≈ Больцмана постоянная .

В твёрдом теле и большинстве жидкостей И. п. очень мало изменяет объём тела, если только не происходит фазовый переход .

В. Л. Покровский.

изотерм для идеального газа нa p-V диаграмме

Для осуществления изотермического процесса систему обычно помещают в термостат (массивное тело, находящееся в тепловом равновесии ), теплопроводность которого велика, так что теплообмен с системой происходит достаточно быстро по сравнению со скоростью протекания процесса, и, температура системы в любой момент практически не отличается от температуры термостата. Можно осуществить изотермический процесс иначе — с применением источников или стоков тепла, контролируя постоянство температуры с помощью термометров . К изотермическим процессам относятся, например, кипение жидкости или плавление твёрдого тела при постоянном давлении . Графиком изотермического процесса является изотерма.

В идеальном газе при изотермическом процессе произведение давления на объём постоянно ( закон Бойля-Мариотта ). Изотермы идеального газа в координатах p, V — гиперболы , расположенные на графике тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс .

В общем случае при изотермическом процессе системе сообщается некоторое количество теплоты Q и системой совершается работа A над внешними телами. Альтернативный процесс, при котором теплообмен с окружающей средой отсутствует , называется адиабатическим процессом .

Работа A, совершённая идеальным газом в изотермическом процессе, равна N k T ln(V/V), где N — число частиц газа, T — температура, V и V — объём газа в начале и конце процесса, k — постоянная Больцмана .

В твёрдом теле и большинстве жидкостей изотермические процессы очень мало изменяют объём тела, если только не происходит фазовый переход .

Первый закон термодинамики для изотермического процесса записывается в виде:

где учитывается, что внутренняя энергия системы в изотермическом процессе не изменяется. Таким образом, в изотермическом процессе вся теплота, полученная системой, расходуется на совершение системой работы над внешними телами.