Изохорный процесс , называемый также процесс постоянного объема , изоволюмический процесс , или изометрический процесс , является термодинамическим процессом , в течение которого объем в замкнутой системе , подвергающейся такой процесс остается постоянными. Примером изохорного процесса является нагревание или охлаждение содержимого герметичного неэластичного контейнера: термодинамический процесс - это добавление или отвод тепла; изоляция содержимого контейнера устанавливает замкнутую систему; а неспособность контейнера деформироваться налагает условие постоянного объема. Изохорный процесс здесь должен быть квазистатическим .
Термодинамика |
---|
|
Формализм [ править ]
Изохорный термодинамический квазистатический процесс характеризуется постоянным объемом , т.е. Д V = 0. Процесс не производит давление -VOLUME работы , поскольку такую работы определяется
- ,
где P - давление. Знаковое соглашение таково, что система выполняет положительную работу над окружающей средой.
Если процесс не является квазистатическим, работа может быть выполнена в термодинамическом процессе с постоянным объемом. [1]
Для обратимого процесса , то первый закон термодинамики дает изменение системы внутренней энергии :
Замена работы изменением объема дает
Поскольку процесс изохорный, dV = 0, предыдущее уравнение теперь дает
Используя определение удельной теплоемкости при постоянном объеме,
- ,
Интегрирование обеих сторон дает
Где c v - удельная теплоемкость при постоянном объеме, T 1 - начальная температура, а T 2 - конечная температура . В заключение:
На диаграмме давление-объем изохорный процесс выглядит как прямая вертикальная линия. Его термодинамический сопряженный изобарический процесс выглядит как прямая горизонтальная линия.
Идеальный газ [ править ]
Если в изохорном процессе используется идеальный газ , а количество газа остается постоянным, то увеличение энергии пропорционально увеличению температуры и давления. Например, газ, нагретый в жестком контейнере: давление и температура газа увеличатся, но объем останется прежним.
Идеальный цикл Отто [ править ]
Идеальный цикл Отто является примером изохорного процесса, когда предполагается, что горение смеси бензин- воздух в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания происходит мгновенно. Повышается температура и давление газа внутри цилиндра, а объем остается прежним.
Этимология [ править ]
Существительное «изохор» и прилагательное «изохорический» образованы от греческих слов ἴσος ( isos ), означающих «равный», и χώρα ( khṓra ), означающих «пространство».
См. Также [ править ]
- Изобарический процесс
- Адиабатический процесс
- Циклический процесс
- Изотермический процесс
- Политропный процесс
Ссылки [ править ]
- ^ "Если объем газа остается постоянным, он может работать?" . Physicsforums.com . Проверено 17 апреля 2018 года .