Ein isochorischer Prozess ist a thermodynamischer Prozess bei dem die Lautstärke konstant bleibt. Da die Lautstärke konstant ist, arbeitet das System nicht und W = 0. ("W" ist die Abkürzung für Arbeit.) Dies ist vielleicht die einfachste der thermodynamischen Variablen Kontrolle, da es durch Platzieren des Systems in einem versiegelten Behälter erhalten werden kann, der sich weder ausdehnt noch Verträge.
Erster Hauptsatz der Thermodynamik
Um den isochoren Prozess zu verstehen, müssen Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik verstehen, der besagt:
"Die Änderung der internen Energie eines Systems entspricht der Differenz zwischen der Wärme, die dem System aus seiner Umgebung zugeführt wird, und der Arbeit, die das System an seiner Umgebung leistet."
Anwenden der erstes Gesetz der Thermodynamik zu dieser Situation finden Sie, dass:
Delta-Da Delta-U. ist die Veränderung der inneren Energie und Q. ist der Wärmeübertragung In oder aus dem System sehen Sie, dass die gesamte Wärme entweder von kommt innere Energie oder geht in die Erhöhung der inneren Energie.
Konstantes Volumen
Es ist möglich, an einem System zu arbeiten, ohne das Volumen zu ändern, wie im Fall des Rührens einer Flüssigkeit. Einige Quellen verwenden in diesen Fällen "isochorisch", um "Nullarbeit" zu bedeuten, unabhängig davon, ob sich das Volumen ändert oder nicht. Bei den meisten einfachen Anwendungen muss diese Nuance jedoch nicht berücksichtigt werden. Wenn das Volumen während des gesamten Prozesses konstant bleibt, handelt es sich um einen isochoren Prozess.
Beispielberechnung
Die Webseite Atomkraft, eine kostenlose, gemeinnützige Online-Site, die von Ingenieuren erstellt und gepflegt wird, gibt ein Beispiel für eine Berechnung, die den isochoren Prozess beinhaltet.
Nehmen Sie eine isochore Wärmezufuhr in einem idealen Gas an. In einem (n ideales GasMoleküle haben kein Volumen und interagieren nicht. Laut dem ideales Gasgesetz, Druck variiert linear mit Temperatur und Menge und umgekehrt mit Volumen. Die Grundformel wäre:
pV = nRT
wo:
- p ist der absolute Druck des Gases
- n ist die Menge der Substanz
- T. ist die absolute Temperatur
- V. ist die Lautstärke
- R. ist die ideale oder universelle Gaskonstante, die dem Produkt der Boltzmann-Konstante und die Avogadro-Konstante
- K. ist die wissenschaftliche Abkürzung für Kelvin
In dieser Gleichung ist das Symbol R eine Konstante, die als universell bezeichnet wird Gaskonstante das hat für alle Gase den gleichen Wert, nämlich R = 8,31 Joule/Maulwurf K. K.
Der isochore Prozess kann mit dem idealen Gasgesetz ausgedrückt werden als:
p / T = konstant
Da der Prozess isochor ist, dV = 0, ist die Druck-Volumen-Arbeit gleich Null. Nach dem idealen Gasmodell kann die innere Energie berechnet werden durch:
∆U = m cv ∆T
wo die Eigenschaft cv (J / Mol K) wird als bezeichnet spezifische Wärme (oder Wärmekapazität) bei konstantem Volumen, da es unter bestimmten besonderen Bedingungen (konstantes Volumen) die Temperaturänderung eines Systems mit der durch Wärmeübertragung hinzugefügten Energiemenge in Beziehung setzt.
Da das oder das System keine Arbeit leistet, schreibt der erste Hauptsatz der Thermodynamik vor ∆U = ∆Q. Deshalb:
Q = m cv ∆T