Isokorisk prosessdefinisjon og bruk

En isokorisk prosess er en termodynamisk prosess hvor volumet forblir konstant. Siden volumet er konstant, fungerer ikke systemet og W = 0. ("W" er forkortelsen for arbeid.) Dette er kanskje den enkleste av de termodynamiske variablene å kontroll siden det kan oppnås ved å plassere systemet i en forseglet beholder som verken ekspanderer eller kontrakter.

For å forstå den isokoriske prosessen, må du forstå den første loven om termodynamikk, som sier:

"Endringen i systemets indre energi er lik forskjellen mellom varme som tilføres systemet fra omgivelsene og arbeid utført av systemet på omgivelsene."

Bruke første lov av termodynamikk til denne situasjonen, opplever du at:

delta-Siden delta-U er endringen i indre energi og Q er den varmeoverføring inn eller ut av systemet, ser du at all varmen enten kommer fra indre energi eller går inn på å øke den interne energien.

Det er mulig å utføre arbeid på et system uten å endre volumet, som i tilfelle omrøring av en væske. Noen kilder bruker "isokorisk" i disse tilfellene for å bety "nullarbeid" uavhengig av om det er volumendring eller ikke. I de fleste enkle bruksområder trenger imidlertid ikke denne nyansen å bli vurdert - hvis volumet forblir konstant gjennom hele prosessen, er det en isokorisk prosess.

Nettsiden Kjernekraft, et gratis, nonprofit nettsted som er bygget og vedlikeholdt av ingeniører, gir et eksempel på en beregning som involverer den isokoriske prosessen.

Anta et isokorisk varmetillegg i en ideell gass. I en ideell gass, molekyler har ikke noe volum og interagerer ikke. Ifølge ideell gasslov, press varierer lineært med temperatur og mengde, og omvendt med volum. Den grunnleggende formelen vil være:

pV = nRT

hvor:

• p er det absolutte trykket til gassen
• n er mengden stoff
• T er den absolutte temperaturen
• V er volumet
• R er den ideelle, eller universelle, gasskonstanten som tilsvarer produktet til Boltzmann konstant og Avogadro-konstanten
• K er den vitenskapelige forkortelsen for Kelvin

I denne ligningen er symbolet R en konstant som kalles det universelle gasskonstant som har samme verdi for alle gasser - nemlig R = 8,31 Joule/muldvarp K.

Den isokoriske prosessen kan uttrykkes med den ideelle gassloven som:

p / T = konstant

Siden prosessen er isokorisk, dV = 0, er trykkvolumarbeidet lik null. I henhold til den ideelle gassmodellen kan den interne energien beregnes ved:

∆U = m c_v AT

hvor eiendommen c_v (J / mol K) blir referert til som spesifikk varme (eller varmekapasitet) ved et konstant volum fordi det under visse spesielle forhold (konstant volum) relaterer temperaturendringen til et system til mengden energi tilført ved varmeoverføring.

Siden det ikke er gjort noe arbeid av eller på systemet, dikterer den første loven om termodynamikk ∆U = ∆Q. Derfor:

Q = m c_v AT