В простейшей термодинамической системе могут совершаться разнообразные процессы, отличающиеся один от другого характером взаимодействия рабочего тела с тепловым и механическим аккумуляторами. Практический интерес представляет рассмотрение ряда характерных процессов, на протекание которых накладываются те или иные ограничения. К таким процессам относятся следующие:

изохорный — процесс при постоянном объеме рабочего тела (V — const);

изобарный — процесс при постоянном давлении рабочего тела (р = const);

изотермический — процесс при постоянной температуре рабочего тела (Г = const);

адиабатный — процесс без теплообмена между рабочим телом и тепловым аккумулятором AQ — .

Рассмотрим обобщающий политропный процесс, для которого перечисленные выше процессы являются частными случаями.

В дальнейшем будем считать, что рабочее тело представляет собой идеальный газ, количество и состав которого в течение процесса не меняются, процесс является равновесным, значит, обратимым.

Главными задачами рассмотрения термодинамических процессов являются определение закономерностей изменения параметров состояния газа и выявление особенностей превращения и перераспределения энергии. Указанные термодинамические процессы будем рассматривать в такой последовательности.

1.         Нахождение уравнения процесса.

2.         Вывод формул соотношения параметров.

3.         Построение графика процесса в координатах р — V.

4.         Определение изменения внутренней энергии рабочего тела.

5.         Нахождение изменения энергии в механическом аккумуляторе термодинамической системы или внешней работы газа.

6.         Определение количества теплоты, подведенной к рабочему телу или отведенной от него во время процесса (изменение энергии в тепловом аккумуляторе системы).

Количество теплоты может быть найдено или по уравнению первого закона термодинамики AQ = AU + AW, или по уравнению, где с (рс) — массовая (молярная) теплоемкость газа в данном процессе.

Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния рабочего тела, ее изменение не зависит от пути процесса и полностью определяется конечной и начальной температурами рабочего тела. Поэтому для любого процесса изменение внутренней энергии может быть определено по общей формуле.