Der isochore Prozess

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Ein isochorer Prozess ist a thermodynamischer Prozess bei dem das Volumen konstant bleibt. Da das Volumen konstant ist, verrichtet das System keine Arbeit und W = 0. („W“ ist die Abkürzung für Arbeit.) Dies ist vielleicht die am einfachsten zu kontrollierende thermodynamische Variable, da sie erhalten werden kann, indem das System in einen versiegelten Raum gestellt wird Behälter, der sich weder ausdehnt noch zusammenzieht.

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Um den isochoren Prozess zu verstehen, müssen Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik verstehen, der besagt:

'Die Änderung der inneren Energie eines Systems ist gleich der Differenz zwischen der Wärme, die dem System von seiner Umgebung zugeführt wird, und der Arbeit, die das System an seiner Umgebung verrichtet.'

Anwenden der erstes Gesetz der Thermodynamik zu dieser Situation finden Sie Folgendes:

delta-seit delta- IN ist die Änderung der inneren Energie und Q ist der Wärmeübertragung in oder aus dem System, sehen Sie, dass die gesamte Wärme von entweder kommt innere Energie oder geht in die Steigerung der inneren Energie.

Konstantes Volumen

Es ist möglich, an einem System zu arbeiten, ohne das Volumen zu verändern, wie beim Rühren einer Flüssigkeit. Einige Quellen verwenden „isochorisch“ in diesen Fällen, um „Nullarbeit“ zu bedeuten, unabhängig davon, ob es eine Änderung der Lautstärke gibt oder nicht. In den meisten einfachen Anwendungen muss diese Nuance jedoch nicht berücksichtigt werden – wenn das Volumen während des gesamten Prozesses konstant bleibt, handelt es sich um einen isochoren Prozess.

Beispielrechnung

Die Webseite Atomkraft , eine kostenlose, gemeinnützige Online-Site, die von Ingenieuren erstellt und gepflegt wird, gibt ein Beispiel für eine Berechnung mit dem isochoren Prozess.

Nehmen Sie eine isochore Wärmezufuhr in einem idealen Gas an. In einem (n ideales Gas haben Moleküle kein Volumen und interagieren nicht. Laut dem Ideales Gasgesetz , Druck variiert linear mit Temperatur und Menge und umgekehrt mit Volumen . Die Grundformel wäre:

pV = nRT

wo:

• p ist der absolute Druck des Gases
• n ist die Stoffmenge
• T ist die absolute Temperatur
• IN ist das Volumen
• R ist die ideale oder universelle Gaskonstante, die gleich dem Produkt von ist Boltzmann-Konstante und die Avogadro-Konstante
• K ist die wissenschaftliche Abkürzung für Kelvin

In dieser Gleichung ist das Symbol R eine Konstante, die universell genannt wird Gaskonstante das hat für alle Gase den gleichen Wert – nämlich R = 8,31 Joule / Maulwurf K.

Der isochore Prozess kann mit dem idealen Gasgesetz ausgedrückt werden als:

p/T = konstant

Da der Prozess isochor ist, dV = 0, ist die Druck-Volumen-Arbeit gleich Null. Nach dem idealen Gasmodell kann die innere Energie berechnet werden durch:

∆U = m c_in∆T

wo die Eigenschaft c_in(J/mol K) bezeichnet spezifische Wärme (oder Wärmekapazität) bei konstantem Volumen, weil sie unter bestimmten besonderen Bedingungen (konstantes Volumen) die Temperaturänderung eines Systems mit der durch Wärmeübertragung zugeführten Energiemenge in Beziehung setzt.

Da keine Arbeit von oder an dem System verrichtet wird, schreibt der erste Hauptsatz der Thermodynamik vor ∆U = ∆Q. Deswegen:

Q = m c_in∆T