Ce este procesul izobaric?

Un proces izobaric este un proces termodinamic în care presiunea rămâne constantă. Acest lucru se obține, de obicei, permițând volumului să se extindă sau să se contracte astfel încât să neutralizeze orice schimbare de presiune care ar fi cauzată de transferul de căldură.

Termenul izobaric provine din greacă izo, însemnând egal și Baros, adică greutate.

Într-un proces izobar, există în mod obișnuit schimbări energetice interne. Se lucrează de către sistem, iar căldura este transferată, astfel încât niciuna dintre cantitățile din prima lege a termodinamicii nu se reduce cu ușurință la zero. Cu toate acestea, munca la o presiune constantă poate fi calculată destul de ușor cu ecuația:

W = p * Δ V

De cand W este munca, p este presiunea (întotdeauna pozitivă) și ΔV este modificarea volumului, putem observa că există două rezultate posibile ale unui proces izobar:

• Dacă sistemul se extinde (ΔV este pozitiv), atunci sistemul funcționează pozitiv (și invers).
• Dacă sistemul se contractă (ΔV este negativ), atunci sistemul funcționează negativ (și invers).

Exemple de procese izobarice

Dacă aveți un cilindru cu un piston cântărit și încălziți gazul în el, gazul se extinde datorită creșterii energiei. Aceasta este în conformitate cu legea lui Charles - volumul unui gaz este proporțional cu temperatura lui. Pistonul cântărit menține presiunea constantă. Puteți calcula cantitatea de muncă depusă cunoscând modificarea volumului gazului și a presiunii. Pistonul este deplasat prin modificarea volumului gazului, în timp ce presiunea rămâne constantă.

Dacă pistonul era fixat și nu se mișca pe măsură ce gazul era încălzit, presiunea ar crește mai degrabă decât volumul gazului. Acesta nu ar fi un proces izobaric, deoarece presiunea nu a fost constantă. Gazul nu poate produce muncă pentru a deplasa pistonul.

Dacă îndepărtați sursa de căldură din cilindru sau chiar o plasați într-un congelator, astfel încât să piardă căldură în mediu, gazul s-ar micsora în volum și ar trage pistonul cântărit în jos, cu menținerea presiunii constante. Aceasta este o muncă negativă, sistemul contractează.

Diagrame izobarice și faze

Într-o diagramă de fază, un proces izobaric se va afișa ca o linie orizontală, deoarece are loc sub o presiune constantă. Această diagramă vă arăta la ce temperaturi o substanță este solidă, lichidă sau vapori pentru o serie de presiuni atmosferice.

Procese termodinamice

În procesele termodinamice, un sistem are o schimbare de energie și care are ca rezultat schimbări de presiune, volum, energie internă, temperatură sau transfer de căldură. În procesele naturale, de multe ori mai multe dintre aceste tipuri sunt la lucru în același timp. De asemenea, sistemele naturale majoritatea acestor procese au o direcție preferată și nu sunt ușor reversibile.

• Procesul adiabatic - fără transfer de căldură în sau în afara sistemului.
• Procesul ischoric - nicio modificare de volum, caz în care sistemul nu funcționează.
• Proces izobaric - nicio schimbare a presiunii.
• Proces izotermic - nicio schimbare de temperatură.