Τι είναι η ισοβαρική διαδικασία;

Μια ισοβαρική διαδικασία είναι μια θερμοδυναμική διαδικασία στην οποία το πίεση παραμένει σταθερό. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως επιτρέποντας στον όγκο να επεκτείνεται ή να συστέλλεται με τέτοιο τρόπο ώστε να εξουδετερώνει τις αλλαγές πίεσης που θα προκληθούν από μεταφορά θερμότητας.

Ο όρος ισοβαρικό προέρχεται από την ελληνική iso, που σημαίνει ίση, και baros, δηλαδή βάρος.

Σε μια ισοβαρική διαδικασία, υπάρχουν συνήθως εσωτερική ενέργεια αλλαγές. Δουλειά γίνεται από το σύστημα και η θερμότητα μεταφέρεται, οπότε καμία από τις ποσότητες στην πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής εύκολα να μειωθεί στο μηδέν. Ωστόσο, η εργασία σε μια σταθερή πίεση μπορεί να υπολογιστεί αρκετά εύκολα με την εξίσωση:

W = Π * Δ V

Από W είναι το έργο, Π είναι η πίεση (πάντα θετική) και ΔV είναι η μεταβολή του όγκου, μπορούμε να δούμε ότι υπάρχουν δυο πιθανά αποτελέσματα σε μια ισοβαρή διαδικασία:

• Αν το σύστημα επεκταθεί (ΔV είναι θετικό), τότε το σύστημα κάνει θετική εργασία (και αντίστροφα).
• Εάν το σύστη α συ βαίνει (ΔV είναι αρνητικό), τότε το σύστημα κάνει αρνητική εργασία (και αντίστροφα).

Εάν έχετε έναν κύλινδρο με ένα σταθμισμένο έμβολο και θερμαίνετε το αέριο σε αυτό, το αέριο επεκτείνεται λόγω της αύξησης της ενέργειας. Αυτό είναι σύμφωνο με Ο νόμος του Καρόλου - ο όγκος ενός αερίου είναι ανάλογος προς τη θερμοκρασία του. Το σταθμισμένο έμβολο διατηρεί σταθερή την πίεση. Μπορείτε να υπολογίσετε το ποσό της εργασίας που πραγματοποιήθηκε γνωρίζοντας την αλλαγή του όγκου του αερίου και την πίεση. Το έμβολο μετατοπίζεται από την αλλαγή του όγκου του αερίου ενώ η πίεση παραμένει σταθερή.

Αν το έμβολο ήταν στερεωμένο και δεν κινήθηκε καθώς το αέριο θερμαίνεται, η πίεση θα ανέβαινε παρά ο όγκος του αερίου. Αυτό δεν θα ήταν μια ισοβαρή διαδικασία, καθώς η πίεση δεν ήταν σταθερή. Το αέριο δεν μπορούσε να παράγει εργασία για να μετατοπίσει το έμβολο.

Εάν αφαιρέσετε την πηγή θερμότητας από τον κύλινδρο ή ακόμη και τοποθετήστε την σε καταψύκτη, ώστε να χάσει τη θερμότητα στο περιβάλλον, το αέριο θα συρρικνούσε την ένταση και θα τραβούσε το ζυγισμένο έμβολο προς τα κάτω, καθώς θα διατηρούσε σταθερό πίεση. Αυτό είναι αρνητικό έργο, το σύστημα συμβάσεων.

Σε ένα φάσης, μια ισοβαρική διαδικασία θα εμφανιζόταν ως μια οριζόντια γραμμή, δεδομένου ότι λαμβάνει χώρα υπό σταθερή πίεση. Αυτό το διάγραμμα θα σας δείξει σε ποιες θερμοκρασίες μια ουσία είναι στερεή, υγρή ή ατμός για μια σειρά ατμοσφαιρικών πιέσεων.

Σε θερμοδυναμικές διεργασίες, ένα σύστημα έχει μια αλλαγή στην ενέργεια και έχει ως αποτέλεσμα μεταβολές της πίεσης, του όγκου, της εσωτερικής ενέργειας, της θερμοκρασίας ή της μεταφοράς θερμότητας. Στις φυσικές διαδικασίες, συχνά περισσότεροι από έναν από αυτούς τους τύπους εργάζονται ταυτόχρονα. Επίσης, τα φυσικά συστήματα οι περισσότερες από αυτές τις διεργασίες έχουν την προτιμώμενη κατεύθυνση και δεν είναι εύκολα αναστρέψιμες.

• Αδιαβατική διαδικασία - χωρίς μεταφορά θερμότητας μέσα ή έξω από το σύστημα.
• Ισοκορική διαδικασία - καμία αλλαγή στον όγκο, οπότε το σύστημα δεν λειτουργεί.
• Isobaric διαδικασία - καμία αλλαγή στην πίεση.
• Ισοθερμική διαδικασία - καμία αλλαγή θερμοκρασίας.