proces izocoră
proces izocoră sau izocoră (de la ἴσος greaca veche -. «egal“ și χώρος - locul «") - proces termodinamic. care are loc la volum constant. Pentru a implementa procesul izocoră într-un gaz sau lichid suficient pentru a încălzi (rece), o substanță într-un vas care nu schimbă volumul său.
Atunci când presiunea gazului de proces ideală izocoră este direct proporțională cu temperatura acestuia (a se vedea. Charles Law). În dreptul reală de gaz Charles nu se realizează.
În graficele reprezentate de linii, care sunt numite isochors. Pentru un gaz ideal, ele sunt drepte în toate diagramele care se leagă parametrii: T (temperatura), V (volum) și P (presiune).
Presiune Ilustrarea în funcție de temperatură la volum constant
Cel mai adesea primul studiu al procesului de izocoră asociat cu Guillaume Amptonom. În lucrarea sa „Paris memoriu“ în 1702, el a descris comportamentul gazului în volumul fix [Comm 1], în așa-numitul „termometru de aer.“ Lichidul din ea este în echilibru sub presiunea gazului din rezervor și presiunea atmosferică. După încălzire, presiunea crește de tancuri, iar fluidul este forțat în pol proeminent. Relația dintre temperatură și presiune a fost setată ca [1] [2 Comm]:
Diagrama Diagrama de proces izocoră (P. V)
izoprotsessov grafică într-un gaz ideal
Din definiția muncii că schimbarea procesului de lucru termodinamic este egală cu [5]:
Pentru a determina performanța generală a procesului, vom integra această expresie [5]:
Cu toate acestea, din moment ce cantitatea de neschimbat, asemenea integrale este zero. Astfel, nu comite [6] sub izocoră gaz de proces D:
Același lucru poate fi afișat pe procesul de diagramă izocoră. Din punct de vedere matematic, procesul de lucru este egală cu aria graficului [5]. Dar procesul izocoră program este perpendicular pe axa x. Astfel, suprafața este egală cu zero.
Schimbarea energiei interne a unui gaz ideal poate fi găsită prin formula [7]:
unde i - numărul de grade de libertate. care depinde de numărul de atomi din molecula (3 - pentru monoatomica (de exemplu, neon), 5 - la diatomic (de exemplu, oxigen) și 6 - de exemplu vapori de apă) moleculă triatomic sau mai mult ().
Definiția și căldura specifică a formula și formula pentru energia internă poate fi rescrisă ca [7]:
unde c v μ ^> - capacitatea calorică molară la volum constant.
Dar gazul de proces izocoră nu efectuează muncă [6]. Adică, următoarea ecuație:
astfel încât toată căldura care devine de gaz se duce la o schimbare în energia sa internă.
proces izocoră Entropy
Deoarece sistemul de proces izocoră este un schimb de căldură cu mediul înconjurător, atunci există o schimbare în entropie. Definiția entropiei urmează [9]:
Formula de mai sus a fost derivat pentru a determina cantitatea de căldură. Rescriem în formă diferențială [10] [Komm 3]:
unde ν - cantitatea de substanță. c v μ ^> - capacitatea calorică molară la volum constant. Astfel, o schimbare microscopică în entropiei în procesul izocoră poate fi determinată prin formula [10]:
Sau, dacă vom integra ultima expresie, schimbarea totală a entropiei în acest proces [10]:
∫ S 1 S 2 d S = ν ∫ T 1 T 2 cv μ d TT ⇒ Δ S = ν ∫ T 1 T 2 cv μ d TT> ^> dS = \ Nu \ int \ limite _> ^> ^ dT \ peste T> \ rightarrow \ Delta S = \ Nu \ int \ limite _> ^> ^ dT \ peste T >>
În acest caz, face o expresie a capacității calorice molară la volum constant al semnului integral nu poate fi, deoarece este o funcție care depinde de temperatura.
Aplicarea în practică a procesului de izocoră teorie
Diagrama p -V ciclu Otto
În ciclul Otto ideală, reprodus aproximativ în motorul cu ardere internă pe benzină, bare de 2-3 și 4-1 sunt procesul izocoră. Munca făcută la ieșirea motorului, egală cu diferența de muncă, ceea ce va face gazul deasupra pistonului în timpul cursei de-al treilea (adică, accident vascular cerebral), iar lucrarea pe care expends pistonul comprimarea gazului în al doilea accident vascular cerebral. Deoarece ciclul Otto folosește un amestec de aprindere forțată, comprimarea gazului are loc în 7-12 ori mai mare [11].
- ↑ În experiența de mai sus modificări de volum sunt neglijabile în comparație cu modificarea presiunii
- ↑ La scara temperaturii experimentului utilizat în grade Celsius, și nu Kelvin
- ↑ Sursa formulă dată pentru toate procesele termodinamice. În particular, formula în totalitate are o valoare d Q = ν c v μ d T + P d V ^ dT \, + PDV>. dar izocoră proces d V = 0