Izobarinis procesas yra termodinaminis procesas, kurio metu slėgis išlieka pastovus. Paprastai tai pasiekiama leidžiant tūriui plėsti ar susitraukti tokiu būdu, kad būtų neutralizuojami bet kokie slėgio pokyčiai, kuriuos galėtų sukelti šilumos perdavimas.
Sąvoka izobarika kilusi iš graikų kalbos izo, reiškia lygią, ir barosas, reiškia svoris.
Izobariniame procese paprastai yra vidinė energija pokyčiai. Darbas yra atliekama sistemos, ir šiluma yra perduodama, todėl nė vienas iš pirmasis termodinamikos dėsnis lengvai sumažinkite iki nulio. Tačiau darbą esant pastoviam slėgiui galima gana lengvai apskaičiuoti naudojant lygtį:
W = p * Δ V
Nuo W yra darbas, p yra slėgis (visada teigiamas) ir ΔV yra tūrio pokytis, matome, kad yra dvi galimos izobarinio proceso pasekmės:
- Jei sistema plečiasi (ΔV yra teigiamas), tada sistema daro teigiamą darbą (ir atvirkščiai).
- Jei sistema susitraukia (ΔV yra neigiamas), tada sistema daro neigiamą darbą (ir atvirkščiai).
Izobarinių procesų pavyzdžiai
Jei turite cilindrą su svertiniu stūmokliu ir šildote jame esančias dujas, dujos išsiplečia dėl padidėjusios energijos. Tai atitinka
Karolio įstatymas - dujų tūris yra proporcingas jų temperatūrai. Svertinis stūmoklis palaiko pastovų slėgį. Galite apskaičiuoti atlikto darbo kiekį žinodami dujų tūrio ir slėgio pokytį. Stūmoklis pasislenka pasikeitus dujų tūriui, o slėgis išlieka pastovus.Jei stūmoklis buvo pritvirtintas ir nejudėjo, kai šildėsi dujos, pakils slėgis, o ne dujų tūris. Tai nebūtų izobarinis procesas, nes slėgis nebuvo pastovus. Dujos negalėjo gaminti stūmoklio išstūmimo.
Jei pašalinsite šilumos šaltinį iš cilindro ar netgi įdėkite jį į šaldiklį, jis prarado šilumą aplinkoje, dujos susitrauktų pagal tūrį ir temptų svertinį stūmoklį žemyn, nes jos išliktų pastovios slėgis. Tai yra neigiamas darbas, sistema susitraukia.
Izobarinės proceso ir fazių diagramos
Į a fazių schema, izobarinis procesas būtų rodomas kaip horizontali linija, nes jis vyksta esant pastoviam slėgiui. Ši diagrama parodys, kokioje temperatūroje medžiaga yra kieta, skysta ar garais, esant įvairiems atmosferos slėgiams.
Termodinaminiai procesai
Į termodinaminiai procesai, sistemoje pasikeičia energija ir tai lemia slėgio, tūrio, vidinės energijos, temperatūros ar šilumos perdavimo pokyčius. Natūralių procesų metu tuo pat metu darbe veikia daugiau nei vienas iš šių tipų. Be to, natūralios sistemos, dauguma šių procesų, turi pasirinktą kryptį ir nėra lengvai grįžtamos.
- Adiabatinis procesas - neperduodamas šiluma nei į sistemą, nei iš jos.
- Izochorinis procesas - nekeičiamas garsumas, tokiu atveju sistema neveikia.
- Izobinis procesas - nekinta slėgis.
- Izoterminis procesas - nekinta temperatūra.