Изохорический процесс

В термодинамике изохорический процесс , также называемый процессом постоянного объема , изоволюметрический процесс или изометрический процесс , является термодинамическим процессом , в ходе которого объем закрытой системы , подвергающейся такому процессу, остается постоянным. Изохорический процесс иллюстрируется нагревом или охлаждением содержимого герметичного, неэластичного контейнера: термодинамический процесс - это добавление или удаление тепла; Выделение содержимого контейнера устанавливает замкнутую систему; и неспособность контейнера деформации налагает условие постоянного объема.

Формализм

Изохорический термодинамический квазистатический процесс характеризуется постоянным объемом , то есть $Δ v = 0$ . Процесс не выполняет так , трудоустройство как такая работа определяется $W=P\Delta V,$ где $P$ - давление. Соглашение о знаке такова, что позитивная работа выполняется системой в окружающей среде.

Если процесс не является квазистатичным, работа, возможно, может быть выполнена в термодинамическом процессе постоянного объема. ^{[ 1 ]}

Для обратимого процесса первый закон термодинамики системы дает изменение внутренней энергии : $dU=dQ-dW$

Замена работы с изменением объема дает $dU=dQ-P\,dV$

Поскольку процесс является изохорным, $dv = 0$ , предыдущее уравнение теперь дает $dU=dQ$

Используя определение удельной теплоемкости при постоянном объеме, $c v = (dq / dt) / m$ , где $m$ - масса газа, мы получаем $dQ=mc_{\mathrm {v} }\,dT$

Интеграция доходности обеих сторон $\Delta Q\ =m\int _{T_{1}}^{T_{2}}\!c_{\mathrm {v} }\,dT,$ Если $C V$ - удельная теплоемкость при постоянном объеме, $t 1$ - начальная температура , а $T 2$ - конечная температура . Мы завершаем: $\Delta Q\ =mc_{\mathrm {v} }\Delta T$

На диаграмме объема давления изохорический процесс появляется в виде прямой вертикальной линии. Его термодинамический конъюгат, изобарический процесс появится в виде прямой горизонтальной линии.

Идеальный газ

Если идеальный газ в изохорном процессе используется , а количество газа остается постоянным, то увеличение энергии пропорционально повышению температуры и давления. Например, газ, нагретый в жестком контейнере: давление и температура газа увеличатся, но объем останется прежним.

Идеальный цикл Отто

Идеальный цикл Отто является примером изохорического процесса, когда предполагается, что сжигание смеси бензиновой воздушной силы во внутреннем автомобиле двигателя сгорания является мгновенным. Существует повышение температуры и давление газа внутри цилиндра, в то время как объем остается прежним.

Этимология

Существительное «Изохор» и прилагательное «изохорическое» получены из греческих слов ἴσος ( isos ), что означает «равные», и χῶρος ( khôros ) означает «пространство».

Смотрите также

Ссылки

^ "Если объем газа остается постоянным, он может работать?" Полем Physicsforums.com . Получено 17 апреля 2018 года .

[1] "Если объем газа остается постоянным, он может работать?" Полем Physicsforums.com . Получено 17 апреля 2018 года .

[ 1 ]