Izochorický proces je termodynamický proces v ktorej objem zostáva konštantný. Pretože objem je konštantný, systém nefunguje a W = 0. („W“ je skratka pre prácu.) Toto je možno najjednoduchšie z termodynamických premenných kontrola, pretože sa dá získať umiestnením systému do zapečatenej nádoby, ktorá sa ani nerozťahuje, ani zmluvy.
Prvý zákon termodynamiky
Aby ste pochopili izochorický proces, musíte pochopiť prvý zákon termodynamiky, ktorý uvádza:
„Zmena vnútornej energie systému sa rovná rozdielu medzi teplom pridaným do systému z jeho okolia a prácou vykonanou systémom v jeho okolí.“
Aplikácia prvý zákon z termodynamiky do tejto situácie zistíte, že:
delta-od delta-U je zmena vnútornej energie a Q je prenos tepla do alebo zo systému, vidíte, že všetko teplo pochádza vnútorná energia alebo ide o zvýšenie vnútornej energie.
Konštantný objem
Je možné pracovať na systéme bez zmeny objemu, ako v prípade miešania kvapaliny. Niektoré zdroje používajú v týchto prípadoch pojem „izochorický“ na označenie „nulovej práce“ bez ohľadu na to, či došlo k zmene objemu alebo nie. V najpriamejších aplikáciách sa však táto nuancia nebude musieť brať do úvahy - ak objem zostane počas celého procesu konštantný, ide o izochorický proces.
Príklad výpočtu
Webová stránka Jadrová energia, bezplatná, nezisková webová stránka vytvorená a udržiavaná inžiniermi poskytuje príklad výpočtu zahŕňajúceho izochorický proces.
Predpokladajme, že izochorický prídavok tepla je ideálny plyn. V an ideálny plyn, molekuly nemajú žiadny objem a neinteragujú sa. Podľa zákon o ideálnom plyne, tlak kolíše lineárne s teplotou a množstvom a nepriamo s objem. Základný vzorec by bol:
pV = nRT
kde:
- p je absolútny tlak plynu
- n je množstvo látky
- T je absolútna teplota
- V je objem
- R je ideálna alebo univerzálna plynová konštanta rovnajúca sa produktu Boltzmannova konštanta a Avogadrovej konštanty
- K je vedecká skratka pre Kelvin
V tejto rovnici symbol R je konštanta nazývaná univerzál plynová konštanta ktorý má rovnakú hodnotu pre všetky plyny - konkrétne R = 8,31 joule/Krtko K.
Izochorický proces možno vyjadriť pomocou zákona o ideálnom plyne ako:
p / T = konštanta
Pretože proces je izochorický, dV = 0, práca s tlakom a objemom sa rovná nule. Podľa modelu ideálneho plynu sa vnútorná energia môže vypočítať podľa:
∆U = m cproti AT
kde je nehnuteľnosť cproti (J / mól K) sa označuje ako špecifické teplo (alebo tepelná kapacita) pri konštantnom objeme, pretože za určitých zvláštnych podmienok (konštantný objem) súvisí zmena teploty systému s množstvom energie pridanej prenosom tepla.
Pretože v systéme alebo na systéme nie je vykonaná žiadna práca, prvý termodynamický zákon diktuje ∆U = ∆Q. Z tohto dôvodu:
Q = m cproti AT