Izochorický proces je termodynamický proces ve kterém objem zůstává konstantní. Protože objem je konstantní, systém nepracuje a W = 0. ("W" je zkratka pro práci.) Toto je snad nejjednodušší z termodynamických proměnných kontrola, protože může být získána umístěním systému do zapečetěného kontejneru, který se ani nerozšiřuje, ani smlouvy.
První zákon termodynamiky
Abychom pochopili izochorický proces, musíte pochopit první zákon termodynamiky, který stanoví:
„Změna vnitřní energie systému se rovná rozdílu mezi teplem přidaným do systému z jeho okolí a prací prováděnou systémem na jeho okolí.“
Použití první zákon termodynamiky k této situaci, zjistíte, že:
delta-od delta-U je změna vnitřní energie a Q je přenos tepla do nebo ze systému, vidíte, že veškeré teplo pochází vnitřní energie nebo jde o zvýšení vnitřní energie.
Konstantní objem
Je možné pracovat na systému beze změny objemu, jako v případě míchání kapaliny. Některé zdroje používají v těchto případech „isochorické“ k označení „nulové práce“ bez ohledu na to, zda došlo ke změně objemu nebo ne. V nejjednodušších aplikacích však tuto nuanci nebude nutné brát v úvahu - pokud objem zůstane během celého procesu konstantní, jedná se o izochorický proces.
Příklad výpočtu
Webová stránka Jaderná energie, bezplatný, neziskový online web vytvořený a udržovaný inženýry, uvádí příklad výpočtu zahrnující izochorický proces.
Předpokládejte přídavek isochorického tepla v ideálním plynu. V a ideální plyn, molekuly nemají žádný objem a nekomunikují. Podle zákon o ideálním plynu, tlak mění se lineárně s teplotou a množstvím a nepřímo s objem. Základní vzorec by byl:
pV = nRT
kde:
- str je absolutní tlak plynu
- n je množství látky
- T je absolutní teplota
- PROTI je objem
- R je ideální nebo univerzální plynová konstanta rovná produktu Boltzmannova konstanta a konstanta Avogadro
- K je vědecká zkratka pro Kelvine
V této rovnici symbol R je konstanta nazývaná univerzální plynová konstanta který má stejnou hodnotu pro všechny plyny - konkrétně R = 8,31 Joule/krtek K.
Izochorický proces lze vyjádřit zákonem o ideálním plynu jako:
p / T = konstanta
Protože je proces isochorický, dV = 0, je práce s tlakem a objemem rovna nule. Podle ideálního modelu plynu lze vnitřní energii vypočítat podle:
∆U = m cproti ∆T
kde je majetekproti (J / mol K) se označuje jako měrné teplo (nebo tepelná kapacita) při konstantním objemu, protože za určitých zvláštních podmínek (konstantní objem) souvisí změna teploty systému s množstvím energie přidané přenosem tepla.
Vzhledem k tomu, že se na systému nebo na systému nevykonává žádná práce, první zákon termodynamiky diktuje ∆U = ∆Q. Proto:
Q = m cproti ∆T