Изохорный процесс

Термодинамика
Классическая тепловая машина Карно
Филиалы Классическая Статистический Химический Квантовая термодинамика Равновесие  / Неравновесие
Законы Ноль Первый Второй Третий
Системы Закрытая система Открытая система Изолированная система Состояние Уравнение состояния Идеальный газ Настоящий газ Состояние вещества Фаза (материя) Равновесие Регулировка громкости Инструменты Процессы Изобарический Изохорный Изотермический Адиабатический Изэнтропический Изентальпийский Квазистатический Политропный Бесплатное расширение Обратимость Необратимость Эндообратимость Циклы Тепловые двигатели Тепловые насосы Тепловая эффективность
System properties Note: Conjugate variables in italics Property diagrams Intensive and extensive properties Process functions Work Heat Functions of state Temperature / Entropy (introduction) Pressure / Volume Chemical potential / Particle number Vapor quality Reduced properties
Material properties Property databases Specific heat capacity  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ Compressibility  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ Thermal expansion  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$
Equations Carnot's theorem Clausius theorem Fundamental relation Ideal gas law Maxwell relations Onsager reciprocal relations Bridgman's equations Table of thermodynamic equations
Potentials Free energy Free entropy Internal energy ${\displaystyle U(S,V)}$ Enthalpy ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Helmholtz free energy ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Gibbs free energy ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
History Culture History General Entropy Gas laws "Perpetual motion" machines Philosophy Entropy and time Entropy and life Brownian ratchet Maxwell's demon Heat death paradox Loschmidt's paradox Synergetics Theories Caloric theory Vis viva ("living force") Mechanical equivalent of heat Motive power Key publications An Inquiry Concerning the Source ... Friction On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Reflections on the Motive Power of Fire Timelines Thermodynamics Heat engines Art Education Maxwell's thermodynamic surface Entropy as energy dispersal
Scientists Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Other Nucleation Self-assembly Self-organization Order and disorder
Category
v t e

В термодинамике изохорный процесс , также называемый процессом постоянного объема , изоволюметрическим процессом или изометрическим процессом , — это термодинамический процесс , в ходе которого объем замкнутой системы, подвергающейся такому процессу, остается постоянным. Изохорный процесс иллюстрируется нагреванием или охлаждением содержимого герметичного неэластичного контейнера: Термодинамический процесс заключается в добавлении или отводе тепла; изоляция содержимого контейнера устанавливает замкнутую систему; а неспособность контейнера деформироваться налагает условие постоянного объема.

Изохорный термодинамический квазистатический процесс характеризуется постоянным объемом , т. е. Δ V = 0. Процесс не совершает работу давления -объема , поскольку такая работа определяется как где P — давление. Соглашение о знаках таково, что положительная работа выполняется системой над окружающей средой.$${\displaystyle W=P\Delta V,}$$

Если процесс не является квазистатическим, работа, вероятно, может быть выполнена в термодинамическом процессе с постоянным объемом. ^[1]

Для обратимого процесса первый закон термодинамики дает изменение внутренней энергии системы :$${\displaystyle dU=dQ-dW}$$

Замена работы изменением объема дает$${\displaystyle dU=dQ-P\,dV}$$

Поскольку процесс изохорный, dV = 0 , предыдущее уравнение теперь дает$${\displaystyle dU=dQ}$$

Используя определение удельной теплоемкости при постоянном объеме, c _v = ( dQ / dT )/ m , где m — масса газа, получаем$${\displaystyle dQ=mc_{\mathrm {v} }\,dT}$$

Интеграция обеих сторон дает где c _v — удельная теплоемкость при постоянном объеме, T ₁ — начальная температура , а T ₂ — конечная температура . Мы заключаем:$${\displaystyle \Delta Q\ =m\int _{T_{1}}^{T_{2}}\!c_{\mathrm {v} }\,dT,}$$$${\displaystyle \Delta Q\ =mc_{\mathrm {v} }\Delta T}$$

На диаграмме давление-объем изохорный процесс отображается как прямая вертикальная линия. Его термодинамически сопряженный, изобарный процесс , отображается как прямая горизонтальная линия.

Если в изохорном процессе используется идеальный газ , а количество газа остается постоянным, то увеличение энергии пропорционально увеличению температуры и давления. Например, газ, нагретый в жестком контейнере: давление и температура газа увеличатся, но объем останется прежним.

Идеальный цикл Отто является примером изохорного процесса, когда предполагается, что сгорание смеси бензина и воздуха в двигателе внутреннего сгорания автомобиля происходит мгновенно. Происходит повышение температуры и давления газа внутри цилиндра, а объем остается прежним.

Существительное «изохора» и прилагательное «изохорный» происходят от греческих слов ἴσος ( isos ), что означает «равный», и χῶρος ( khôros ), что означает «пространство».

• Изобарический процесс
• Адиабатический процесс
• Циклический процесс
• Изотермический процесс
• Политропный процесс