Izochorinio proceso apibrėžimas ir naudojimas

Izochorinis procesas yra a termodinaminis procesas kuriame tūris išlieka pastovus. Kadangi tūris yra pastovus, sistema neveikia, o W = 0. („W“ yra darbo santrumpa.) Tai turbūt lengviausia iš termodinaminių kintamųjų kontrolė, nes ją galima gauti įdėjus sistemą į sandarų indą, kuris nei išsiplečia, nei išsiplečia sutartys.

Pirmasis termodinamikos dėsnis

Norėdami suprasti izochorinį procesą, turite suprasti pirmąjį termodinamikos dėsnį, kuris skelbia:

"Sistemos vidinės energijos pokytis yra lygus skirtumui tarp šilumos, kurią sistema prideda iš jos aplinkos, ir sistemos atlikto darbo aplinkoje."

Taikymas pirmasis įstatymas termodinamikos šioje situacijoje, jūs pastebite, kad:

delta-Nuo delta-U yra vidinės energijos ir Q yra šilumos perdavimas į sistemą ar iš jos, jūs matote, kad visa šiluma kyla iš vidinė energija arba eina į vidinės energijos didinimą.

Pastovus garsumas

Galima atlikti darbą su sistema nekeičiant tūrio, pavyzdžiui, maišant skystį. Kai kurie šaltiniai šiais atvejais vartoja „izochorinį“, kad reikštų „nulinį darbą“, nepaisant to, ar keičiasi apimtis, ar ne. Tačiau atliekant paprasčiausias programas, į šį niuansą nereikės atsižvelgti - jei tūris viso proceso metu išlieka pastovus, tai yra izochorinis procesas.

instagram viewer

Skaičiavimo pavyzdys

Tinklalapis Atominė energija, nemokama ne pelno siekianti internetinė svetainė, kurią sukūrė ir prižiūri inžinieriai, pateiktas skaičiavimo, apimančio izochorinį procesą, pavyzdys.

Tarkime, kad idealios dujos papildo izochorinę šilumą. Į idealios dujos, molekulės neturi tūrio ir nesąveikauja. Pagal idealus dujų įstatymas, slėgis kinta tiesiškai priklausomai nuo temperatūros ir kiekio, o atvirkščiai - su tūrio. Pagrindinė formulė būtų:

pV = nRT

kur:

  • p yra absoliutus dujų slėgis
  • n yra medžiagos kiekis
  • T yra absoliuti temperatūra
  • V yra tūris
  • R yra ideali arba universali dujų konstanta, lygi Boltzmanno konstanta ir Avogadro konstanta
  • K yra mokslinė santrumpa Kelvinas

Šioje lygtyje simbolis R yra konstanta, vadinama universalia dujų konstanta kurios vertė yra vienoda visoms dujoms, ty R = 8,31 Džoulė/mol K.

Izochorinis procesas gali būti išreikštas idealiųjų dujų dėsniu taip:

p / T = konstanta

Kadangi procesas yra izochorinis, dV = 0, slėgio ir tūrio darbas lygus nuliui. Pagal idealų dujų modelį, vidinę energiją galima apskaičiuoti:

∆U = m cv ∆T

kur turtas cv (J / mol K) yra nurodytas kaip specifinė šiluma (arba šilumos talpa) esant pastoviam tūriui, nes esant tam tikroms ypatingoms sąlygoms (pastovus tūris) sistemos temperatūros pokytis yra susijęs su energijos kiekiu, pridedamu perduodant šilumą.

Kadangi sistemos ar jos darbai nėra atlikti, diktuoja pirmąjį termodinamikos dėsnį ∆U = ∆Q. Todėl:

Q = m cv ∆T