Isobarinen prosessi on termodynaaminen prosessi, jossa paine pysyy vakiona. Tämä saadaan yleensä antamalla tilavuuden kasvaa tai supistua siten, että se neutraloi kaikki mahdolliset paineenmuutokset lämmönsiirto.
Termi isobarilainen tulee kreikasta ISO, tarkoittaen yhtä, ja Baros, tarkoittaen painoa.
Isobarisessa prosessissa on tyypillisesti sisäinen energia muuttuu. Työ tapahtuu järjestelmän toimesta, ja lämpö siirtyy, joten mikään termodynamiikan ensimmäinen laki vähentää helposti nollaan. Työskentely vakiopaineessa voidaan kuitenkin melko helposti laskea yhtälöllä:
W = p * Δ V
Siitä asti kun W on työ, p on paine (aina positiivinen) ja ΔV on volyymin muutos, voimme nähdä, että isobarisella prosessilla on kaksi mahdollista tulosta:
- Jos järjestelmä laajenee (ΔV on positiivinen), sitten järjestelmä tekee positiivista työtä (ja päinvastoin).
- Jos järjestelmä supistuu (ΔV on negatiivinen), sitten järjestelmä tekee negatiivista työtä (ja päinvastoin).
Esimerkkejä isobaarisista prosesseista
Jos sinulla on sylinteri, jolla on painotettu mäntä ja lämmität siinä olevaa kaasua, kaasu laajenee energian lisääntymisen vuoksi. Tämä on
Kaarlen laki - kaasun tilavuus on verrannollinen sen lämpötilaan. Painotettu mäntä pitää paineen vakiona. Voit laskea tehdyn työn määrän tietämällä kaasun tilavuuden ja paineen muutokset. Mäntä siirtyy kaasun tilavuuden muutoksen seurauksena, kun paine pysyy vakiona.Jos mäntä kiinnitettiin ja ei liikkunut kaasun kuumentuessa, paine nousi pikemmin kuin kaasun tilavuus. Tämä ei olisi isobarista prosessia, koska paine ei ollut vakio. Kaasu ei voinut tuottaa työtä männän syrjäyttämiseksi.
Jos poistat lämmönlähteen sylinteristä tai jopa laitat sen pakastimeen, niin se menetti lämmön Ympäristössä kaasun kutistuu tilavuus ja vetoa painotettu mäntä alas sen kanssa, koska se pysyi vakiona paine. Tämä on negatiivista työtä, järjestelmä supistuu.
Isobarinen prosessi- ja vaihekaavio
Jonkin sisällä vaihekaavio, isobarinen prosessi näkyy vaakasuorana viivana, koska se tapahtuu vakiona paineessa. Tämä kaavio näyttää sinulle, missä lämpötiloissa aine on kiinteää, nestemäistä tai höyryä ilmakehän painealueelle.
Termodynaamiset prosessit
Sisään termodynaamiset prosessit, järjestelmässä on muutos energiassa, mikä johtaa muutoksiin paineessa, tilavuudessa, sisäisessä energiassa, lämpötilassa tai lämmönsiirrossa. Luonnollisissa prosesseissa useampi kuin yksi näistä tyypeistä on työssä samanaikaisesti. Lisäksi luonnollisilla järjestelmillä suurimmalla osalla näistä prosesseista on edullinen suunta eikä niitä ole helppo palauttaa.
- Adiabaattinen prosessi - ei lämmönsiirtoa järjestelmään tai siitä pois.
- Isohorinen prosessi - ei muutoksia äänenvoimakkuudessa, jolloin järjestelmä ei toimi.
- Isobaarinen prosessi - ei muutoksia paineessa.
- Isoterminen prosessi - ei lämpötilan muutoksia.