Izohorisks process ir a termodinamiskais process kurā tilpums paliek nemainīgs. Tā kā tilpums ir nemainīgs, sistēma nedarbojas un W = 0. ("W" ir darba saīsinājums.) Tas, iespējams, ir visvienkāršākais no termodinamiskajiem mainīgajiem kontrole, jo to var iegūt, ievietojot sistēmu noslēgtā traukā, kas ne izplešas, ne izplešas līgumi.
Pirmais termodinamikas likums
Lai izprastu izohorisko procesu, jums jāsaprot pirmais termodinamikas likums, kas nosaka:
"Sistēmas iekšējās enerģijas izmaiņas ir vienādas ar starpību starp siltumu, kas pievienots sistēmai no apkārtnes, un sistēmas darbu, ko tā veic apkārtnē."
Piemērojot pirmais likums ņemot vērā termodinamikas situāciju šajā situācijā, jūs atradīsit:
delta-kopš delta-U ir izmaiņas iekšējā enerģijā un Q ir siltuma pārnešana ieejot sistēmā vai no tās, jūs redzat, ka viss karstums nāk no iekšējā enerģija vai arī palielinās iekšējā enerģija.
Pastāvīgs skaļums
Darbu pie sistēmas ir iespējams veikt, nemainot tilpumu, tāpat kā šķidruma maisīšanas gadījumā. Daži avoti šajos gadījumos lieto "izohorisku", lai apzīmētu "nulles darbu" neatkarīgi no tā, vai mainās apjoms vai nē. Tomēr visvienkāršākajās lietojumprogrammās šī nianse nav jāņem vērā - ja apjoms visā procesā paliek nemainīgs, tas ir izohorisks process.
Aprēķina piemērs
Vietne Kodolenerģija, bezmaksas, bezpeļņas tiešsaistes vietne, ko izveidojuši un uztur inženieri, ir aprēķina piemērs, kas ietver izohorisko procesu.
Pieņemiet, ka ideālā gāzē tiek pievienots izohorisks siltums. In ideāla gāze, molekulām nav tilpuma un nav mijiedarbības. Saskaņā ar ideālas gāzes likums, spiediens mainās lineāri atkarībā no temperatūras un daudzuma, un apgriezti ar apjoma. Pamata formula būtu šāda:
pV = nRT
kur:
- lpp ir absolūtais gāzes spiediens
- n ir vielas daudzums
- T ir absolūtā temperatūra
- V ir tilpums
- R ir ideāla vai universāla gāzes konstante, kas vienāda ar Boltsmana konstante un Avogadro konstante
- K ir zinātniskais saīsinājums no Kelvins
Šajā vienādojumā simbols R ir konstante, ko sauc par universālo gāzes konstante kam ir vienāda vērtība visām gāzēm, proti, R = 8,31 Džole/mols K.
Izohoru procesu var izteikt ar ideālas gāzes likumu kā:
p / T = konstante
Tā kā process ir izohorisks, dV = 0, spiediena un tilpuma darbs ir vienāds ar nulli. Saskaņā ar ideālo gāzes modeli iekšējo enerģiju var aprēķināt:
∆U = m cv ∆T
kur īpašums cv (J / mol K) tiek saukts par īpašs karstums (vai siltumietilpība) nemainīgā tilpumā, jo noteiktos īpašos apstākļos (nemainīgs tilpums) tā saista sistēmas temperatūras izmaiņas ar enerģijas pārneses laikā pievienoto enerģijas daudzumu.
Tā kā sistēma vai tā nav strādājusi, to nosaka pirmais termodinamikas likums ∆U = ∆Q. Tāpēc:
Q = m cv ∆T