Co to jest proces izobaryczny?

Proces izobaryczny jest procesem termodynamicznym, w którym nacisk pozostaje stała. Zazwyczaj uzyskuje się to przez umożliwienie zwiększenia lub zmniejszenia objętości w taki sposób, aby zneutralizować wszelkie zmiany ciśnienia, które byłyby spowodowane przenikanie ciepła.

Termin izobaryczny pochodzi od greckiego iso, co oznacza równe, i baros, co oznacza wagę.

W procesie izobarycznym są zwykle energia wewnętrzna zmiany. Praca odbywa się przez system, a ciepło jest przekazywane, więc żadna z ilości w pierwsza zasada termodynamiki łatwo zredukować do zera. Jednak pracę przy stałym ciśnieniu można dość łatwo obliczyć za pomocą równania:

W. = p * Δ V.

Od W. jest praca p to ciśnienie (zawsze dodatnie) i ΔV. jest zmiana objętości, widzimy, że istnieją dwa możliwe wyniki procesu izobarycznego:

• Jeśli system się rozszerza (ΔV. jest pozytywny), następnie system wykonuje pozytywną pracę (i odwrotnie).
• Jeśli system się kurczy (ΔV. jest ujemny), a następnie system wykonuje pracę negatywną (i odwrotnie).

Jeśli masz cylinder z obciążonym tłokiem i podgrzewasz w nim gaz, gaz rozszerza się z powodu wzrostu energii. Jest to zgodne z Prawo Karola - objętość gazu jest proporcjonalna do jego temperatury. Wyważony tłok utrzymuje stałe ciśnienie. Możesz obliczyć ilość wykonanej pracy, znając zmianę objętości gazu i ciśnienia. Tłok jest przemieszczany przez zmianę objętości gazu, podczas gdy ciśnienie pozostaje stałe.

Gdyby tłok był nieruchomy i nie poruszał się podczas podgrzewania gazu, ciśnienie wzrosłoby raczej niż objętość gazu. Nie byłby to proces izobaryczny, ponieważ ciśnienie nie było stałe. Gaz nie mógł wytworzyć pracy w celu wyparcia tłoka.

Jeśli usuniesz źródło ciepła z cylindra lub nawet umieścisz je w zamrażarce, aby straciło ciepło w środowisku gaz zmniejszyłby się i pociągnąłby za sobą obciążony tłok, utrzymując go na stałym poziomie nacisk. To jest praca negatywna, system się kurczy.

W diagram fazowy, proces izobaryczny pojawiłby się jako linia pozioma, ponieważ zachodzi pod stałym ciśnieniem. Ten schemat pokazuje, w jakich temperaturach substancja jest ciałem stałym, cieczą lub parą dla różnych ciśnień atmosferycznych.

W procesy termodynamiczne, w systemie występuje zmiana energii, co powoduje zmiany ciśnienia, objętości, energii wewnętrznej, temperatury lub wymiany ciepła. W procesach naturalnych często więcej niż jeden z tych typów działa jednocześnie. Również systemy naturalne w większości tych procesów mają preferowany kierunek i nie są łatwo odwracalne.

• Proces adiabatyczny - brak wymiany ciepła do lub z systemu.
• Proces izochoryczny - brak zmiany głośności, w którym to przypadku system nie działa.
• Proces izobaryczny - bez zmian ciśnienia.
• Proces izotermiczny - bez zmian temperatury.