Opredelitev in uporaba izohorskega procesa

Izohorični postopek je a termodinamični proces pri kateri glasnost ostane konstantna. Ker je glasnost konstantna, sistem ne deluje in W = 0. ("W" je okrajšava za delo.) To je morda najlažja termodinamična spremenljivka krmiljenje, saj ga je mogoče dobiti s postavitvijo sistema v zapečateno posodo, ki se niti ne širi niti ne širi pogodb.

Prvi zakon termodinamike

Če želite razumeti izohorični postopek, morate razumeti prvi zakon termodinamike, ki pravi:

"Sprememba notranje energije sistema je enaka razliki med toploto, dodano sistemu iz njegove okolice, in delom, ki ga sistem opravi na svoji okolici."

Uporaba aplikacije prvi zakon termodinamike v tej situaciji, ugotovite, da:

delta-Ker delta-U je sprememba notranje energije in V ali je prenos toplote v sistem ali iz njega, vidite, da vsa toplota prihaja bodisi notranja energija ali gre v povečanje notranje energije.

Stalni volumen

Delo v sistemu je mogoče opraviti brez spreminjanja glasnosti, kot pri mešanju tekočine. Nekateri viri v teh primerih uporabljajo "izohorično", da pomenijo "nič dela", ne glede na to, ali se spreminja količina ali ne. V večini preprostih aplikacij pa tega odtenka ne bo treba upoštevati - če glasnost ves čas ostane konstantna, je to izhoričen postopek.

instagram viewer

Primer izračuna

Spletna stran Jedrska energija, brezplačno, neprofitno spletno mesto, ki ga inženirji gradijo in vzdržujejo, daje primer izračuna, ki vključuje izokorski postopek.

Predpostavimo izohorični dodatek toplote v idealnem plinu. V an idealen plin, molekule nimajo volumna in ne delujejo. Po navedbah zakon o idealnem plinu, pritisk spreminja se linearno glede na temperaturo in količino ter obratno s prostornina. Osnovna formula bi bila:

pV = nRT

kje:

  • str je absolutni tlak plina
  • n je količina snovi
  • T je absolutna temperatura
  • V je glasnost
  • R je idealna ali univerzalna plinska konstanta, enaka produktu Boltzmannova konstanta in konstanto Avogadro
  • K je znanstvena kratica za Kelvin

V tej enačbi je simbol R konstanta, ki se imenuje univerzalna plinska konstanta ki ima enako vrednost za vse pline - in sicer R = 8,31 Joule/Krt K.

Izohorični postopek je mogoče izraziti z zakonom o idealnem plinu kot:

p / T = konstanta

Ker je postopek izohoričen, dV = 0, je delo tlaka in volumna enako nič. Po modelu idealnega plina se lahko notranja energija izračuna:

∆U = m cv ∆T

kjer je nepremičnina cv (J / mol K) se imenuje Specifična toplota (ali toplotna zmogljivost) s konstantno prostornino, ker pod določenimi posebnimi pogoji (konstantna prostornina) spreminja temperaturno spremembo sistema s količino energije, dodane s prenosom toplote.

Ker v sistemu ali na njem ni opravljeno delo, narekuje prvi zakon termodinamike ∆U = ∆Q. Zato:

Q = m cv ∆T