Der isochore Prozess

Ein isochorischer Prozess ist ein thermodynamischer Prozess, bei dem das Volumen konstant bleibt. Da das Volumen konstant ist, arbeitet das System nicht und W = 0. ("W" ist die Abkürzung für Arbeit.) Dies ist möglicherweise die am einfachsten zu steuernde thermodynamische Variable, da sie erhalten werden kann, wenn das System versiegelt angeordnet 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 internen Energie eines Systems entspricht der Differenz zwischen der Wärme, die dem System von seiner Umgebung zugeführt wird, und der Arbeit, die das System in seiner Umgebung leistet."

Wendet man den ersten Hauptsatz der Thermodynamik auf diese Situation an, so sieht man:

Delta-Seit Delta-U ist die Veränderung der inneren Energie und Q. Wenn der Wärmeübergang in das System oder aus dem System erfolgt, sehen Sie, dass die gesamte Wärme entweder aus der internen Energie stammt oder in die Erhöhung der internen Energie fließt.

Konstante Lautstärke

Es ist möglich, an einem System zu arbeiten, ohne das Volumen zu verändern, wie beim Rühren einer Flüssigkeit. Einige Quellen verwenden "isochore" in diesen Fällen, um "Nullarbeit" zu bedeuten, unabhängig davon, ob eine Volumenänderung vorliegt 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.

Beispielberechnung

Die Website Nuclear Power, eine kostenlose, gemeinnützige Online-Site, die von Ingenieuren erstellt und gewartet wird, enthält ein Beispiel für eine Berechnung unter Einbeziehung des isochoren Prozesses.

Nehmen Sie eine isochore Wärmezufuhr in einem idealen Gas an. In einem idealen Gas haben Moleküle kein Volumen und interagieren nicht. Nach dem idealen Gasgesetz ändert sich der Druck linear mit der Temperatur und der Menge und umgekehrt mit dem Volumen. Die Grundformel wäre:

pV = nRT

wo:

• p ist der absolute Druck des Gases
• n ist die Substanzmenge
• T ist die absolute Temperatur
• V ist die Lautstärke
• R  ist die ideale oder universelle Gaskonstante, die dem Produkt der Boltzmann-Konstante und der Avogadro-Konstante entspricht
• K ist die wissenschaftliche Abkürzung für Kelvin

In dieser Gleichung ist das Symbol R eine Konstante, die als universelle Gaskonstante bezeichnet wird und für alle Gase den gleichen Wert hat, nämlich R = 8,31 Joule / Mol K.

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

p / T = konstant

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