Изохорен процес е a термодинамичен процес в който силата на звука остава постоянна. Тъй като силата на звука е постоянна, системата не работи и W = 0. ("W" е съкращението за работа.) Това е може би най-лесната от термодинамичните променливи контрол, тъй като тя може да бъде получена чрез поставяне на системата в запечатан контейнер, който нито се разширява, нито договори.
Първи закон на термодинамиката
За да разберете изохорния процес, трябва да разберете първия закон на термодинамиката, който гласи:
„Промяната във вътрешната енергия на системата е равна на разликата между топлината, добавена към системата от нейното обкръжение, и работата, извършена от системата върху нейното обкръжение.“
Прилагане на първи закон от термодинамиката към тази ситуация, откривате, че:
delta-От делта-U е промяната на вътрешната енергия и Q е пренос на топлина във или извън системата, виждате, че цялата топлина или идва вътрешна енергия или преминава в увеличаване на вътрешната енергия.
Постоянен обем
Възможно е да се работи в система без промяна на силата на звука, както в случая с разбъркване на течност. Някои източници използват „изохорни“ в тези случаи, за да означават „нулева работа“, независимо дали има промяна в обема или не. В повечето прости приложения обаче този нюанс няма да се има предвид - ако силата на звука остава постоянна през целия процес, това е изохорен процес.
Примерно изчисление
Уебсайтът Ядрената енергия, безплатен, нестопански онлайн сайт, изграден и поддържан от инженери, дава пример за изчисление, включващо изохорния процес.
Да предположим изохорно добавяне на топлина в идеален газ. В ан идеален газ, молекулите нямат обем и не взаимодействат. Според закон за идеалния газ, налягане варира линейно с температура и количество, и обратно с сила на звука. Основната формула ще бъде:
pV = nRT
където:
- р е абсолютно налягане на газа
- н е количеството на веществото
- T е абсолютната температура
- V е обемът
- R е идеалната или универсална газова константа, равна на продукта на Константа на Болцман и константата Авогадро
- K е научното съкращение за Келвин
В това уравнение символът R е константа, наречена универсална константа на газ която има една и съща стойност за всички газове - а именно R = 8.31 джаул/къртица К.
Изохорният процес може да се изрази със закона за идеалния газ като:
p / T = константа
Тъй като процесът е изохорен, dV = 0, работата на обема на налягането е равна на нула. Според модела на идеалния газ вътрешната енергия може да се изчисли чрез:
∆U = m cV ATi,
където имотът cV (J / мол K) се означава като специфична топлина (или топлинен капацитет) при постоянен обем, тъй като при определени специални условия (постоянен обем) тя свързва изменението на температурата на системата с количеството енергия, добавена при пренос на топлина.
Тъй като няма работа, извършена от или върху системата, първият закон на термодинамиката диктува ∆U = ∆Q. Следователно:
Q = m cV ATi,