Le processus isochore
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Un processus isochore est un processus thermodynamique dans lequel le volume reste constant. Étant donné que le volume est constant, le système ne fonctionne pas et W = 0. ("W" est l'abréviation de travail.) C'est peut-être la plus facile des variables thermodynamiques à contrôler car elle peut être obtenue en plaçant le système dans un récipient qui ne se dilate ni ne se contracte.
Première loi de la thermodynamique
Pour comprendre le processus isochore, vous devez comprendre la première loi de la thermodynamique, qui stipule:
"Le changement dans l'énergie interne d'un système est égal à la différence entre la chaleur ajoutée au système de son environnement et le travail effectué par le système sur son environnement."
En appliquant la première loi de la thermodynamique à cette situation, vous constatez que:
delta-Depuis delta-U est le changement d'énergie interne et Q est le transfert de chaleur dans ou hors du système, vous voyez que toute la chaleur provient soit de l'énergie interne, soit de l'augmentation de l'énergie interne.
Volume constant
Il est possible de travailler sur un système sans modifier le volume, comme dans le cas de l'agitation d'un liquide. Certaines sources utilisent «isochore» dans ces cas pour signifier «zéro travail», qu'il y ait ou non un changement de volume. Dans la plupart des applications simples, cependant, cette nuance n'aura pas besoin d'être prise en compte - si le volume reste constant tout au long du processus, il s'agit d'un processus isochore.
Exemple de calcul
Le site Nuclear Power, un site en ligne gratuit à but non lucratif construit et maintenu par des ingénieurs, donne un exemple de calcul impliquant le processus isochore.
Supposons un apport de chaleur isochore dans un gaz idéal. Dans un gaz idéal, les molécules n'ont pas de volume et n'interagissent pas. Selon la loi du gaz idéal, la pression varie linéairement avec la température et la quantité, et inversement avec le volume. La formule de base serait:
pV = nRT
où:
- p est la pression absolue du gaz
- n est la quantité de substance
- T est la température absolue
- V est le volume
- R est la constante de gaz idéale ou universelle égale au produit de la constante de Boltzmann et de la constante d'Avogadro
- K est l'abréviation scientifique de Kelvin
Dans cette équation, le symbole R est une constante appelée constante de gaz universelle qui a la même valeur pour tous les gaz, à savoir R = 8,31 joule / mole K.
Le processus isochore peut s'exprimer avec la loi du gaz idéal comme:
p / T = constant
Le processus étant isochore, dV = 0, le travail pression-volume est égal à zéro. Selon le modèle de gaz idéal, l'énergie interne peut être calculée par:
