Політропний процес — це термодинамічний процес, у якому тиск і об’єм пов’язані рівнянням:
p * V^n = const
де:
p — тиск,
V — об’єм,
n — показник політропи,
const — стала для даного процесу.
Типи політропних процесів (залежно від значення n):
n = 0 — ізобарний процес (тиск постійний)
n = 1 — ізотермічний процес (температура постійна)
n = γ — адіабатний процес (теплообмін відсутній, γ = cp / cv)
n → ∞ — ізохорний процес (об’єм постійний)
Формула для роботи газу у політропному процесі:
Якщо n ≠ 1:
A = (p2 * V2 – p1 * V1) / (1 – n)
Якщо n = 1 (ізотермічний процес):
A = n * R * T * ln(V2 / V1)
Зміна внутрішньої енергії:
ΔU = m * cv * (T2 – T1)
Теплота, що підводиться або відводиться:
Q = ΔU + A
Рівняння стану ідеального газу:
p * V = m * R * T
де:
m — маса газу,
R — газова стала,
T — температура (в Кельвінах).
Застосування: Політропні процеси застосовують у:
- аналізі роботи компресорів, насосів, турбін,
- двигунах внутрішнього згоряння,
- розрахунках термічних схем ТЕС і холодильних машин.