A isokorisk process Det är alla termodynamiska processer där volymen förblir konstant. Dessa processer kallas ofta också isometrisk eller isovolumetrisk. I allmänhet kan en termodynamisk process inträffa vid konstant tryck och kallas därför isobar.
När det sker vid konstant temperatur sägs det i så fall vara en isotermisk process. Om det inte finns något värmeväxling mellan systemet och miljön kallas det adiabatisk. Å andra sidan, när det finns en konstant volym, kallas den genererade processen isochorisk.
I fallet med den isokoriska processen kan det konstateras att tryckvolymarbetet i dessa processer är noll, eftersom detta är resultatet av att multiplicera trycket med volymökningen.
I ett termodynamiskt tryck-volymdiagram representeras dessutom de isokoriska processerna i form av en vertikal rak linje..
Artikelindex
I termodynamik beräknas arbete utifrån följande uttryck:
W = P ∙ ∆ V
I detta uttryck W är arbetet uppmätt i Joule, P trycket uppmätt i Newton per kvadratmeter och ∆ V är förändringen eller ökningen i volym uppmätt i kubikmeter..
På samma sätt fastställer den så kallade termodynamikens första princip att:
∆ U = Q - W
I denna formel är W det arbete som utförs av systemet eller på systemet, Q är värmen som mottas eller avges av systemet, och ∆ U är systemets interna energivariation. Vid detta tillfälle mäts de tre storheterna i Joule.
Eftersom arbetet i en isokorisk process är noll, visar det sig att:
∆ U = QV (eftersom, ∆ V = 0, och därför W = 0)
Med andra ord beror systemets interna energi enbart på utbytet av värme mellan systemet och miljön. I detta fall kallas den överförda värmen konstant volymvärme..
Värmekapaciteten hos en kropp eller ett system beror på att dividera mängden energi i form av värme som överförs till en kropp eller ett system i en given process och den temperaturförändring som den upplever..
När processen utförs med konstant volym talar vi om värmekapacitet vid konstant volym och den betecknas med Cv (molär värmekapacitet).
Det kommer att uppfyllas i så fall:
Fv = n ∙ Cv ∙ ∆T
I denna situation är n antalet mol, Cv är den ovannämnda molära värmekapaciteten vid konstant volym och ∆T är den temperaturökning som kroppen eller systemet upplever.
Det är lätt att föreställa sig en isokorisk process, det är bara nödvändigt att tänka på en process som sker vid konstant volym; det vill säga i vilken behållaren som innehåller materialet eller materialsystemet inte ändrar volymen.
Ett exempel kan vara fallet med en (ideal) gas innesluten i en sluten behållare vars volym inte kan ändras på något sätt till vilket värme tillförs. Antag att det finns en gas som är innesluten i en flaska.
Genom att överföra värme till gasen kommer det, som redan förklarats, att resultera i en ökning eller ökning av dess inre energi.
Den omvända processen skulle vara den för en gas innesluten i en behållare vars volym inte kan modifieras. Om gasen kyls och ger värme till miljön, skulle gasens tryck minskas och värdet på gasens inre energi skulle minska.
Otto-cykeln är ett idealiskt fall av den cykel som används av bensinmaskiner. Den ursprungliga användningen var dock i maskiner som använde naturgas eller andra typer av bränslen i gasform..
I vilket fall som helst är Ottos idealcykel ett intressant exempel på en isokorisk process. Det inträffar när förbränning av bensin-luftblandningen sker i en förbränningsbil omedelbart.
I detta fall ökar temperaturen och trycket på gasen inuti cylindern, varvid volymen förblir konstant..
Med tanke på en (ideal) gas innesluten i en cylinder försedd med en kolv, ange om följande fall är exempel på isokoriska processer.
- 500 J-arbete utförs på gasen.
I det här fallet skulle det inte vara en isokorisk process, för att utföra arbete på gasen är det nödvändigt att komprimera den och därför ändra dess volym.
- Gasen expanderar genom att kolven förskjuts horisontellt.
Återigen skulle det inte vara en isokorisk process, eftersom expansionen av gasen innebär en förändring i dess volym.
- Cylinderkolven är fixerad så att den inte kan röra sig och gasen kyls.
Den här gången skulle det vara en isokorisk process, eftersom det inte skulle finnas någon volymvariation.
Bestäm variationen i inre energi som en gas som finns i en behållare med en volym av 10 L utsatt för 1 atm tryck kommer att uppleva om dess temperatur stiger från 34 ° C till 60 ° C i en isokorisk process, känd som dess molspecifika värme. Cv = 2,5R (varelse R = 8,31 J / mol K).
Eftersom det är en process med konstant volym, kommer den interna energivariationen endast att uppstå som en följd av värmen som tillförs gasen. Detta bestäms med följande formel:
Fv = n ∙ Cv ∙ ∆T
För att beräkna den tillförda värmen är det först nödvändigt att beräkna mol gas som finns i behållaren. För detta är det nödvändigt att tillgripa den ideala gasekvationen:
P ∙ V = n ∙ R ∙ T
I denna ekvation är n antalet mol, R är en konstant vars värde är 8,31 J / molK, T är temperaturen, P är det tryck som gasen utsätts för uppmätt i atmosfärer och T är temperaturen uppmätt i Kelvin.
Lös för n och få:
n = R ∙ T / (P ∙ V) = 0,39 mol
Så att:
∆ U = QV = n ∙ Cv ∙ ∆T = 0,39 ∙ 2,5 ∙ 8,31 ∙ 26 = 210,65 J
Ingen har kommenterat den här artikeln än.