Het isochoor proces

Afbeeldingsbron / Getty Images

Een isochoor proces is a thermodynamisch proces waarbij het volume constant blijft. Aangezien het volume constant is, verricht het systeem geen arbeid en W = 0. ('W' is de afkorting voor arbeid.) Dit is misschien wel de gemakkelijkste van de thermodynamische variabelen om te regelen, aangezien dit kan worden verkregen door het systeem in een afgesloten ruimte te plaatsen. container die niet uitzet of krimpt.

Eerste wet van de thermodynamica

Om het isochore proces te begrijpen, moet je de eerste wet van de thermodynamica begrijpen, die stelt:

'De verandering in de interne energie van een systeem is gelijk aan het verschil tussen de warmte die door de omgeving aan het systeem wordt toegevoegd en de arbeid die het systeem op zijn omgeving verricht.'

Het toepassen van de eerste wet van thermodynamica aan deze situatie, vindt u dat:

delta-Sinds delta- IN is de verandering in interne energie en Q is de warmteoverdracht het systeem in- of uitgaat, zie je dat alle warmte ofwel afkomstig is van interne energie of gaat in het verhogen van de interne energie.

Constant volume

Het is mogelijk om aan een systeem te werken zonder het volume te veranderen, zoals bij het roeren van een vloeistof. Sommige bronnen gebruiken 'isochoric' in deze gevallen om 'nul-werk' te betekenen, ongeacht of er een verandering in volume is of niet. In de meeste eenvoudige toepassingen hoeft deze nuance echter niet in overweging te worden genomen - als het volume gedurende het hele proces constant blijft, is het een isochoor proces.

Voorbeeldberekening

De website Kernenergie , een gratis, non-profit online site die is gebouwd en onderhouden door ingenieurs, geeft een voorbeeld van een berekening met het isochoorproces.

Veronderstel een isochore warmtetoevoeging in een ideaal gas. in een Ideaal gas , moleculen hebben geen volume en interageren niet. Volgens de ideale gaswet , druk varieert lineair met temperatuur en hoeveelheid, en omgekeerd met volume . De basisformule zou zijn:

pV = nRT

waar:

• p is de absolute druk van het gas
• n is de hoeveelheid stof
• T is de absolute temperatuur
• IN is het volume
• R is de ideale of universele gasconstante gelijk aan het product van de Boltzmann-constante en de constante van Avogadro
• K is de wetenschappelijke afkorting voor Kelvin

In deze vergelijking is het symbool R een constante die de universele wordt genoemd gasconstante die dezelfde waarde heeft voor alle gassen, namelijk R = 8,31 Joule / wrat K.

Het isochoor proces kan worden uitgedrukt met de ideale gaswet als:

p/T = constante

Aangezien het proces isochoor is, dV = 0, is de druk-volume arbeid gelijk aan nul. Volgens het ideale gasmodel kan de interne energie worden berekend door:

∆U = m c_inT

waar de eigenschap c_in(J/mol K) wordt aangeduid als specifieke hitte (of warmtecapaciteit) bij een constant volume omdat het onder bepaalde speciale omstandigheden (constant volume) de temperatuurverandering van een systeem relateert aan de hoeveelheid energie die wordt toegevoegd door warmteoverdracht.

Aangezien er geen werk wordt gedaan door of aan het systeem, dicteert de eerste wet van de thermodynamica: ∆U = ∆Q. Daarom:

Q = m c_inT