En isokorisk process är en termodynamisk process där volymen förblir konstant. Eftersom volymen är konstant, fungerar systemet inget och W = 0. ("W" är förkortningen för arbete.) Detta är kanske det enklaste av de termodynamiska variablerna att göra kontroll eftersom det kan erhållas genom att placera systemet i en tät behållare som varken expanderar eller kontrakt.
Termodynamikens första lag
För att förstå den isochoriska processen måste du förstå den första lagen i termodynamiken, som säger:
"Förändringen i systemets interna energi är lika med skillnaden mellan värme som tillförs systemet från dess omgivningar och arbete som systemet utför på dess omgivningar."
Tillämpa första lagen av termodynamik till denna situation, finner du att:
delta-sedan delta-U är förändringen i intern energi och Q är värmeöverföring in i eller ut ur systemet ser du att allt värme kommer från inre energi eller går in i att öka den inre energin.
Konstant volym
Det är möjligt att utföra arbete på ett system utan att ändra volymen, som om det rör om en vätska. Vissa källor använder "isochoric" i dessa fall för att betyda "zero-work" oavsett om det sker en volymförändring eller inte. I de flesta enkla applikationer behöver dock inte denna nyans övervägas - om volymen förblir konstant under hela processen är det en isokorisk process.
Exempel Beräkning
Hemsidan Kärnkraft, en gratis, icke-vinstdrivande onlinesida byggd och underhållen av ingenjörer, ger ett exempel på en beräkning som involverar den isokoriska processen.
Anta ett isokoriskt värmetillskott i en idealisk gas. I en idealisk gas, molekyler har ingen volym och interagerar inte. Enligt ideal gaslag, tryck varierar linjärt med temperatur och kvantitet och omvänt med volym. Grundformeln skulle vara:
pV = nRT
var:
- p är gasens absoluta tryck
- n är mängden ämne
- T är den absoluta temperaturen
- V är volymen
- R är den ideala, eller universella, gaskonstanten lika med produkten från Boltzmann konstant och Avogadro-konstanten
- K är den vetenskapliga förkortningen för Kelvin
I denna ekvation är symbolen R en konstant som kallas universal gas konstant som har samma värde för alla gaser - nämligen R = 8,31 Joule/mol K.
Den isochoriska processen kan uttryckas med den ideala gaslagen som:
p / T = konstant
Eftersom processen är isokorisk, dV = 0, är tryckvolymarbetet lika med noll. Enligt den ideala gasmodellen kan den interna energin beräknas med:
∆U = m cv AT
där fastigheten cv (J / mol K) kallas specifik värme (eller värmekapacitet) vid en konstant volym eftersom det under vissa speciella förhållanden (konstant volym) relaterar temperaturförändringen för ett system till mängden energi som tillförs genom värmeöverföring.
Eftersom det inte finns något arbete som utförs av eller på systemet, dikterar den första lagen för termodynamik ∆U = ∆Q. Därför:
Q = m cv AT