PV диаграми – част 1: Работа и изобарни процеси | Химични процеси | MCAT | Кан Академия

Понякога, когато работиш с термодинамика,

особено задачи с първия закон,

виждаш PV диаграми.

Р означава налягане,

а V означава обем.

И това ти дава диаграма на

какви са налягането и обемът във всеки даден момент.

Какво означава това?

Представи си, че имаш съд,

пълен с газ, а отгоре има движещо се бутало.

Буталото може да се мести нагоре или надолу,

променяйки количеството обем.

Това е обемът, за който говорим –

обемът тук вътре.

Това движещо се бутало може да промени този обем.

И това ще промени налягането вътре,

в зависимост от колко топлина е добавена, колко работа е извършена.

Да кажем, че започваме с определен обем.

Да кажем, ето толкова обем.

И налягането вътре вероятно не е нула.

Ако има газ вътре, не може да е нула.

Така че идваме тук,

да кажем, че започваме при тази точка тук.

Сега какво правим?

Знам, че ако избутам буталото надолу, обемът намалява.

И ако издърпам буталото нагоре, обемът се увеличава.

Ако бутна буталото надолу, знам, че обемът намалява.

Това означава, че на тази графика се движа насам.

Слизането на буталото означава намаляване на обема.

Ами изкачването на буталото?

Ако буталото се издигне, обемът се увеличава

и знам, че на графиката ще вървя надясно.

Може би сега вървя нагоре и надясно.

Може би вървя надолу и надясно.

Всичко, което знам, е че обемът трябва да се увеличава,

така че това е увеличаване на обема,

увеличаване на обема.

Това не е увеличаване на обема,

така че знам, че ако буталото се увеличи,

обемът се увеличава, трябва да вървя

надясно по някакъв начин на тази графика.

И ако буталото слезе, трябва да вървя

наляво по някакъв начин на тази графика.

Какво се случва с налягането?

Трябва да знаеш малко повече подробности за него.

Но само като знаеш посоката на буталото,

това ти позволява да разбереш накъде по тази графика отиваш.

Да кажем, че бутна буталото надолу.

Да кажем, че го направя много бързо.

Какво мислиш ще се случи с налягането?

Налягането вероятно ще се увеличи.

Как да представя това?

Обемът трябва да намалее, налягането трябва да се увеличи,

така че може да предприеме ето такъв път.

Обемът ще отиде надолу и налягво.

Налягането трябва да отиде нагоре.

Така че може би прави нещо такова.

Има безкрайно много начини,

по които газът може да стигне от едно състояние до друго.

Може да приеме всеки възможен диапазон

и освен ако не знаеш точните подробности

е трудно да кажеш точно какво ще се случи.

Има безкрайно много възможности на тази диаграма.

Можеш да създадеш контур, не е като функция.

Можеш да направиш нещо такова.

Газът може да поеме по странен път на тази PV диаграма.

Има безкрайно много пътища, по които може да поеме.

Но има четири термодинамични процеса,

които са най-често представяни на PV диаграма.

Отново, това не са единствените четири възможности.

Това са само четирите, с които

е най-лесно да се справим математически.

Те често са добро представяне

и точно приближение на множество процеси,

изчисленията са добри, вършат хубава работа,

често говорим за тях.

Първото се нарича изобарен процес.

Изо означава постоянен, така че когато видиш

изо пред нещо, това означава постоянен.

И после каквото следва след това, а тук е изобарен.

Барен, барове, това е мерна единица за налягане,

така че барен говори за налягането.

Изобарен означава постоянно налягане.

Как представяш това на PV диаграма?

Ако искаш да поддържаш постоянно налягане,

не можеш да отидеш нагоре или надолу,

понеже ако отида нагоре, налягането ще се увеличава,

ако отида надолу, налягането ще намалява.

Единствената възможност е да премина по хоризонтална права.

Това ще е изо... понякога

се наричат изобари или изобар накратко.

Това е изобар, това е изобарно разширение,

ако отида надясно, понеже знам, че обемът се увеличава.

И, ако отида наляво,

това ще е изобарна компресия, понеже обемът ще намалява.

Но не е нужно да е в тази определена точка.

Може да е навсякъде по тази PV диаграма,

всяка хоризонтална права ще е изобар,

изобарен процес.