Definicja i zastosowanie procesu izochorycznego

click fraud protection

Proces izochoryczny to proces termodynamiczny w którym objętość pozostaje stała. Ponieważ głośność jest stała, system nie działa, a W = 0. („W” to skrót oznaczający pracę.) Jest to być może najłatwiejsza ze zmiennych termodynamicznych kontrola, ponieważ można to uzyskać poprzez umieszczenie układu w szczelnym pojemniku, który nie rozszerza się ani nie kontrakty.

Pierwsza zasada termodynamiki

Aby zrozumieć proces izochoryczny, musisz zrozumieć pierwszą zasadę termodynamiki, która stwierdza:

„Zmiana energii wewnętrznej systemu jest równa różnicy między ciepłem dodanym do systemu z jego otoczenia a pracą wykonaną przez system na jego otoczeniu”.

Stosowanie pierwsze prawo termodynamiki do tej sytuacji, okazuje się, że:

delta-od delty-U jest zmiana energii wewnętrznej i Q jest przenikanie ciepła do lub z systemu widać, że całe ciepło pochodzi z energia wewnętrzna lub idzie na zwiększenie energii wewnętrznej.

Stała objętość

Możliwe jest wykonywanie pracy w systemie bez zmiany objętości, tak jak w przypadku mieszania płynu. Niektóre źródła używają w tych przypadkach słowa „izochoryczne”, co oznacza „zerową pracę”, niezależnie od tego, czy występuje zmiana głośności, czy nie. Jednak w większości prostych zastosowań ten niuans nie musi być brany pod uwagę - jeśli objętość pozostaje stała przez cały proces, jest to proces izochoryczny.

instagram viewer

Przykładowe obliczenia

Strona internetowa Energia atomowa, bezpłatna, niedochodowa witryna internetowa zbudowana i utrzymywana przez inżynierów, daje przykład obliczenia obejmującego proces izochoryczny.

Załóżmy izochoryczny dodatek ciepła w gazie idealnym. W gaz doskonały, cząsteczki nie mają objętości i nie wchodzą w interakcje. Według prawo gazu doskonałego, nacisk zmienia się liniowo z temperaturą i ilością oraz odwrotnie z Tom. Podstawową formułą byłoby:

pV = nRT

gdzie:

  • p to ciśnienie bezwzględne gazu
  • n to ilość substancji
  • T. to temperatura bezwzględna
  • V. jest głośnością
  • R jest idealną lub uniwersalną stałą gazu równą iloczynowi Stała Boltzmanna i stała Avogadro
  • K. jest naukowym skrótem od kelwin

W tym równaniu symbol R jest stałą zwaną uniwersalną stała gazu która ma tę samą wartość dla wszystkich gazów - mianowicie R = 8,31 Dżul/kret K.

Proces izochoryczny można wyrazić za pomocą idealnego prawa gazu jako:

p / T = stała

Ponieważ proces jest izochoryczny, dV = 0, praca ciśnienie-objętość jest równa zero. Zgodnie z modelem gazu doskonałego energię wewnętrzną można obliczyć poprzez:

∆U = m cv ∆T

gdzie nieruchomość cv (J / mol K) określa się jako ciepło właściwe (lub pojemność cieplna) przy stałej objętości, ponieważ w pewnych specjalnych warunkach (stała objętość) wiąże zmianę temperatury systemu z ilością energii dodanej przez przenoszenie ciepła.

Ponieważ system nie wykonuje żadnej pracy, dyktuje to pierwsza zasada termodynamiki ∆U = ∆Q. W związku z tym:

Q = m cv ∆T

instagram story viewer