Изохорный процесс термодинамический процесс в котором объем остается постоянным. Поскольку объем постоянен, система не работает и W = 0. («W» - аббревиатура для работы.) Это, пожалуй, самая простая из термодинамических переменных для контроль, поскольку его можно получить, поместив систему в герметичный контейнер, который не расширяется и не контракты.
Первый закон термодинамики
Чтобы понять изохорный процесс, вам нужно понять первый закон термодинамики, который гласит:
«Изменение внутренней энергии системы равно разнице между теплом, добавляемым в систему от ее окружения, и работой, выполняемой системой в ее окружении».
Применяя первый закон термодинамики в этой ситуации, вы обнаружите, что:
дельта-С дельта-U это изменение внутренней энергии и Q это теплопередача в или из системы, вы видите, что все тепло исходит от внутренняя энергия или идет в увеличение внутренней энергии.
Постоянный объем
Можно работать в системе без изменения объема, как в случае перемешивания жидкости. Некоторые источники используют «изохорный» в этих случаях для обозначения «нулевой работы» независимо от того, есть ли изменение в объеме или нет. Однако в большинстве простых приложений этот нюанс не нужно учитывать - если объем остается постоянным в течение всего процесса, это изохорный процесс.
Пример расчета
Веб-сайт Атомная энергиябесплатный некоммерческий онлайн-сайт, созданный и поддерживаемый инженерами, дает пример расчета, включающего изохорный процесс.
Предположим, что изохорная добавка тепла в идеальный газ. В идеальный газ, молекулы не имеют объема и не взаимодействуют. Согласно закон идеального газа, давление изменяется линейно с температурой и количеством и обратно пропорционально объем. Основная формула будет:
pV = nRT
где:
- п абсолютное давление газа
- N это количество вещества
- T это абсолютная температура
- В это объем
- р является идеальной или универсальной газовой постоянной, равной произведению Постоянная Больцмана и постоянная Авогадро
- К это научное сокращение для кельвин
В этом уравнении символ R является константой, называемой универсальной газовая постоянная имеет одинаковое значение для всех газов, а именно R = 8,31 Джоуль/моль K.
Изохорный процесс может быть выражен законом идеального газа как:
р / т = постоянная
Поскольку процесс изохорный, dV = 0, работа давление-объем равна нулю. Согласно модели идеального газа внутренняя энергия может быть рассчитана по формуле:
ΔU = м сv Delta; t
где собственность cv (Дж / моль К) упоминается как удельная теплоемкость (или теплоемкость) при постоянном объеме, потому что при определенных особых условиях (постоянный объем) он связывает изменение температуры системы с количеством энергии, добавляемой при передаче тепла.
Поскольку нет работы, выполняемой системой или над ней, первый закон термодинамики диктует ∆U = ∆Q. Следовательно:
Q = м сv Delta; t