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.
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