Stavové změny ideálního plynu z energetického hlediska

• vnitřní energie plynu se mění prací nebo tepelnou výměnou
• platí 1. termodynamický zákon:

Q = ΔU + W’

1. Izotermický děj

• u plynu udržujeme stálou teplotu
  • proto je stálá střední kinetická energie molekul plynu; proto:

ΔU = 0

• z rovnice Q = ΔU + W’ plyne po dosazení:

Q = 0 + W’

• proto:

Teplo přijaté ideálním plynem při izotermickém ději se rovná práci, kterou plyn při tomto ději vykoná.

2. Izochorický děj

• objem plynu se nemění – plyn nekoná práci; proto:

W’ = 0

• při zvýšení teploty plynu o hodnotu ΔT = T₂ – T₁ plyn přijme teplo:

Q_V = C_V.m.ΔT

C_V – měrná tepelná kapacita plynu při stálém objemu

• z rovnice Q = ΔU + W’ plyne po dosazení:

Q = ΔU + 0

• proto:

Teplo přijaté ideálním plynem při izochorickém ději se rovná přírůstku jeho vnitřní energie.

3. izobarický děj

• při zvýšení teploty plynu o hodnotu ΔT = T₂ – T₁ plyn přijme teplo:

Q_P = C_P.m.ΔT

C_P – měrná tepelná kapacita plynu při stálém tlaku

• protože se mění objem, plyn koná práci W’

Z rovnice Q = ΔU + W’ plyne:

Teplo přijaté ideálním plynem při izobarickém ději se rovná součtu přírůstku jeho vnitřní energie ΔU a práce W’ plynem vykonané.

Poměr mezi c_V a c_p:

• teplo Q_p je větší o vykonanou práci W’ než Q_V – proto i:

c_p > c_V