Isohorinen prosessi on termodynaaminen prosessi jossa tilavuus pysyy vakiona. Koska tilavuus on vakio, järjestelmä ei toimi ja W = 0. ("W" on työn lyhenne.) Tämä on ehkä helpoin termodynaamisista muuttujista valvonta, koska se voidaan saada asettamalla järjestelmä suljettuun astiaan, joka ei laajene eikä sopimuksia.
Termodynamiikan ensimmäinen laki
Isokorisen prosessin ymmärtämiseksi sinun on ymmärrettävä ensimmäinen termodynamiikan laki, jonka mukaan:
"Järjestelmän sisäisen energian muutos on yhtä suuri kuin järjestelmän ympäristöön lisätyn lämmön ja järjestelmän ympäristössä tekemän työn välinen ero."
Sovellus ensimmäinen laki termodynamiikan tässä tilanteessa, huomaat, että:
delta-Koska delta-U on muutos sisäisessä energiassa ja Q on lämmönsiirto järjestelmään tai ulos järjestelmästä, huomaat, että kaikki lämpö joko tulee sisäinen energia tai menee lisäämään sisäistä energiaa.
Jatkuva äänenvoimakkuus
Järjestelmässä on mahdollista tehdä työtä muuttamatta tilavuutta, kuten nestettä sekoittaen. Jotkut lähteet käyttävät "isokorista" näissä tapauksissa "nollatyötä" riippumatta siitä, vaihtuuko äänenvoimakkuus vai ei. Useimmissa suoraviivaisissa sovelluksissa tätä vivaania ei kuitenkaan tarvitse ottaa huomioon - jos tilavuus pysyy vakiona koko prosessin ajan, se on isokorinen prosessi.
Esimerkki laskelmasta
Nettisivu Ydinvoima, ilmainen, voittoa tavoittelematon verkkosivusto, jonka insinöörit ovat rakentaneet ja ylläpitäneet, antaa esimerkin laskelmasta, johon sisältyy isohorinen prosessi.
Oletetaan isohormoninen lämmönlisäys ihanteellisessa kaasussa. Vuonna ihanteellinen kaasu, molekyyleillä ei ole tilaa ja ne eivät ole vuorovaikutuksessa. Mukaan ihanteellinen kaasulaki, paine vaihtelee lineaarisesti lämpötilan ja määrän mukaan, ja päinvastoin tilavuus. Peruskaava olisi:
pV = nRT
missä:
- p on kaasun absoluuttinen paine
- n on aineen määrä
- T on absoluuttinen lämpötila
- V on äänenvoimakkuus
- R on ihanteellinen tai yleinen kaasuvakio, joka on yhtä suuri kuin Boltzmann-vakio ja Avogadro-vakio
- K on tieteellinen lyhenne Kelvin
Tässä yhtälössä symboli R on vakio, jota kutsutaan universaaliksi kaasuvakio jolla on sama arvo kaikille kaasuille, nimittäin R = 8,31 Joule/mooli K.
Isokorinen prosessi voidaan ilmaista ihanteellisella kaasulailla seuraavasti:
p / T = vakio
Koska prosessi on isokorinen, dV = 0, paine-tilavuus työ on nolla. Ihanteellisen kaasumallin mukaan sisäinen energia voidaan laskea:
∆U = m cv AT
missä kiinteistö cv (J / mooli K) kutsutaan ominaislämpö (tai lämpökapasiteetti) vakiona tilavuudessa, koska tietyissä erityisolosuhteissa (vakio tilavuus) se kytkee järjestelmän lämpötilan muutoksen lämmönsiirrolla lisätyn energian määrään.
Koska järjestelmällä tai järjestelmän päällä ei ole mitään työtä, termodynamiikan ensimmäinen laki sanelee ∆U = ∆Q. Siksi:
Q = m cv AT