Un proces izoic este un proces termodinamic în care volumul rămâne constant. Deoarece volumul este constant, sistemul nu funcționează și W = 0. („W” este prescurtarea pentru muncă.) Aceasta este poate cea mai ușoară dintre variabilele termodinamice la control deoarece poate fi obținut prin plasarea sistemului într-un recipient sigilat care nu se extinde și nici contracte.
Prima lege a termodinamicii
Pentru a înțelege procesul izochoric, trebuie să înțelegeți prima lege a termodinamicii, care prevede:
"Schimbarea energiei interne a unui sistem este egală cu diferența dintre căldura adăugată sistemului de la mediul său înconjurător și munca făcută de sistem în jurul său."
Aplicarea prima lege de termodinamică la această situație, găsiți că:
delta-De la delta-U este schimbarea energiei interne și Q este transfer de căldură în sau în sistem, vedeți că toată căldura provine energie interna sau intră în creșterea energiei interne.
Volumul constant
Este posibil să lucrați la un sistem fără a modifica volumul, ca în cazul agitării unui lichid. Unele surse folosesc „izochorice” în aceste cazuri pentru a însemna „muncă zero” indiferent dacă există o modificare a volumului sau nu. Cu toate acestea, în majoritatea aplicațiilor simple, nu va trebui luată în considerare această nuanță - dacă volumul rămâne constant pe parcursul întregului proces, este un proces izoic.
Exemplu de calcul
Site-ul Energie nucleara, un site online gratuit, nonprofit, construit și întreținut de ingineri, oferă un exemplu de calcul care implică procesul izochoric.
Consumați un adaos de căldură izochoric într-un gaz ideal. Într-un gaz ideal, moleculele nu au volum și nu interacționează. In conformitate cu legea gazului ideal, presiune variază liniar cu temperatura și cantitatea și invers cu volum. Formula de bază ar fi:
pV = nRT
Unde:
- p este presiunea absolută a gazului
- n este cantitatea de substanță
- T este temperatura absolută
- V este volumul
- R este constantă de gaz ideală sau universală, egală cu produsul Constantă Boltzmann iar constanta Avogadro
- K este prescurtarea științifică pentru Kelvin
În această ecuație simbolul R este o constantă numită universal constantă de gaz care are aceeași valoare pentru toate gazele - și anume, R = 8,31 Joule/cârtiță K.
Procesul izohoric poate fi exprimat cu legea gazului ideal ca:
p / T = constantă
Deoarece procesul este izochoric, dV = 0, volumul de presiune este egal cu zero. În conformitate cu modelul ideal de gaz, energia internă poate fi calculată prin:
∆U = m cv AT
unde proprietatea cv (J / alunița K) este denumită căldura specifică (sau capacitate de căldură) la un volum constant, deoarece în anumite condiții speciale (volum constant), acesta se referă la schimbarea temperaturii unui sistem cu cantitatea de energie adăugată prin transfer de căldură.
Deoarece nu există nicio lucrare făcută de către sau pe sistem, dictează prima lege a termodinamicii ∆U = ∆Q. Prin urmare:
Q = m cv AT