Un proceso isocrórico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante. Como el volumen es constante, el sistema no funciona y W = 0. ("W" es la abreviatura de trabajo.) Esta es quizás la más fácil de las variables termodinámicas para control ya que se puede obtener colocando el sistema en un contenedor sellado que no se expande ni contratos
Primera ley de la termodinámica
Para comprender el proceso isocrórico, debe comprender la primera ley de la termodinámica, que establece:
"El cambio en la energía 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 el primera ley de termodinámica a esta situación, usted encuentra que:
delta-Desde delta-U es el cambio en la energía interna y Q es el transferencia de calor dentro o fuera del sistema, verá que todo el calor proviene de energía interna o entra en aumentar la energía interna.
Volumen constante
Es posible trabajar en un sistema sin cambiar el volumen, como en el caso de agitar un líquido. 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 mayoría de las aplicaciones sencillas, no será necesario tener en cuenta este matiz: si el volumen permanece constante durante todo el proceso, es un proceso isocrórico.
Ejemplo de cálculo
El sitio web La energía nuclear, un sitio en línea gratuito y sin fines de lucro construido y mantenido por ingenieros, da un ejemplo de un cálculo que involucra el proceso isocrórico.
Suponga una adición de calor isocrórica en un gas ideal. En un gas ideal, las moléculas no tienen volumen y no interactúan. De acuerdo con la ley de gas ideal, presión varía linealmente con la temperatura y la cantidad, e inversamente con volumen. La fórmula básica sería:
pV = nRT
dónde:
- pag es la presión absoluta del gas
- norte 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 del Constante de Boltzmann y la constante de Avogadro
- K es la abreviatura científica para Kelvin
En esta ecuación, el símbolo R es una constante llamada universal constante de gas que tiene el mismo valor para todos los gases, es decir, R = 8.31 Joule/Topo K.
El proceso isocrórico se puede expresar con la ley de los gases ideales como:
p / T = constante
Como el proceso es isocrórico, dV = 0, el trabajo de presión-volumen es igual a cero. Según el modelo de gas ideal, la energía interna se puede calcular mediante:
∆U = m cv ∆T
donde la propiedad cv (J / mole K) se conoce como calor especifico (o capacidad de calor) a un volumen constante porque bajo ciertas condiciones especiales (volumen constante) relaciona el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por la transferencia de calor.
Como no hay trabajo realizado por o sobre el sistema, la primera ley de la termodinámica dicta ∆U = ∆Q. Por lo tanto:
Q = m cv ∆T