Un proceso isocr贸rico es un proceso termodin谩mico en el que el volumen permanece constante. Como el volumen es constante, el sistema no funciona y w = 0. ("w" es la abreviatura de trabajo). Esta es quiz谩s la m谩s f谩cil de las variables termodin谩micas para controlar, ya que se puede obtener colocando el sistema en un lugar cerrado. contenedor que no se expande ni se contrae.
primera ley de la termodin谩mica
Para comprender el proceso isocr贸rico, debe comprender la primera ley de la termodin谩mica, que establece:
"El cambio en la energ铆a interna de un sistema es igual a la diferencia entre el calor agregado al sistema desde su entorno y el trabajo realizado por el sistema en su entorno".
aplicando la primera ley de la termodin谩mica a esta situaci贸n, usted encuentra que:
delta-dado que delta- u es el cambio en la energ铆a interna y q es la transferencia de calor dentro o fuera del sistema, se ve que todo el calor proviene de la energ铆a interna o aumenta la energ铆a interna.
volumen constante
Es posible trabajar en un sistema sin cambiar el volumen, como en el caso de agitar un l铆quido. algunas fuentes usan "isochoric" en estos casos para significar "trabajo cero", independientemente de si hay un cambio en el volumen o no. sin embargo, en la mayor铆a de las aplicaciones sencillas, no ser谩 necesario tener en cuenta este matiz: si el volumen permanece constante durante todo el proceso, es un proceso isocr贸rico.
ejemplo de c谩lculo
El sitio web de energ铆a nuclear , un sitio en l铆nea gratuito y sin fines de lucro construido y mantenido por ingenieros, da un ejemplo de un c谩lculo que involucra el proceso isocr贸rico.
suponga una adici贸n de calor isocr贸rica en un gas ideal. En un gas ideal , las mol茅culas no tienen volumen y no interact煤an. Seg煤n la ley de los gases ideales , la presi贸n var铆a linealmente con la temperatura y la cantidad, e inversamente con el volumen . la f贸rmula b谩sica ser铆a:
pv = nrt
d贸nde:
- p es la presi贸n absoluta del gas
- n es la cantidad de sustancia
- t es la temperatura absoluta
- v es el volumen
- r es la constante de gas ideal, o universal, igual al producto de la constante de boltzmann y la constante de avogadro
- k es la abreviatura cient铆fica para kelvin
En esta ecuaci贸n, el s铆mbolo r es una constante llamada constante de gas universal que tiene el mismo valor para todos los gases, es decir, r = 8.31 joule / mol k.
El proceso isocr贸rico se puede expresar con la ley de los gases ideales como:
p / t = constante
Como el proceso es isocr贸rico, dv = 0, el trabajo de presi贸n-volumen es igual a cero. Seg煤n el modelo de gas ideal, la energ铆a interna se puede calcular mediante:
鈭唘 = mc v 鈭唗
donde la propiedad c v (j / mol k) se denomina calor espec铆fico (o capacidad calor铆fica) a un volumen constante porque, bajo ciertas condiciones especiales (volumen constante), relaciona el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energ铆a agregada por transferencia de calor.
Como no hay trabajo realizado por o sobre el sistema, la primera ley de la termodin谩mica dicta 鈭唘 = 鈭唓. por lo tanto:
q = mc v 鈭唗