Изохорическое определение и использование процесса

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.

instagram viewer

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

instagram story viewer