アイソコリックプロセス

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アイソコリックプロセスは、 熱力学的プロセス ボリュームが一定のままです。体積が一定であるため、システムは機能せず、W = 0 です。(「W」は仕事の略語です。) これは、システムを密閉した場所に置くことで取得できるため、おそらく制御するのが最も簡単な熱力学的変数です。伸びも縮みもしない容器。

熱力学第一法則

等容性プロセスを理解するには、次のような熱力学の第一法則を理解する必要があります。

「システムの内部エネルギーの変化は、周囲からシステムに加えられた熱と、システムが周囲で行った仕事との差に等しい。」

を適用する 第一法 この状況に熱力学を適用すると、次のことがわかります。

デルタ-Since デルタ- の は内部エネルギーの変化であり、 Q それは 熱伝達 システムに出入りすると、すべての熱が次のいずれかから発生することがわかります 内部エネルギー または内部エネルギーの増加に入ります。

コンスタントボリューム

液体を攪拌する場合のように、体積を変えずにシステム上で作業を行うことができます。一部のソースでは、これらの場合に「アイソコリック」を使用して、音量の変化があるかどうかに関係なく「ゼロワーク」を意味します.ただし、ほとんどの単純なアプリケーションでは、このニュアンスを考慮する必要はありません。プロセス全体でボリュームが一定のままである場合、それはアイソコリック プロセスです。

計算例

ウェブサイト 原子力 は、エンジニアによって構築および管理されている無料の非営利のオンライン サイトで、アイソコリック プロセスを含む計算の例を示しています。

理想気体における等容的な熱付加を仮定します。で 理想気体 、分子には体積がなく、相互作用しません。による 理想気体の法則 、 プレッシャー 温度と量に比例して変化し、温度と量に反比例します。 音量 .基本的な式は次のようになります。

pV = nRT

どこ：

• p ガスの絶対圧力
• n 物質の量です
• T は絶対温度です
• の ボリュームです
• R の積に等しい理想的な、または普遍的な気体定数です。 ボルツマン定数 とアボガドロ定数
• K の科学的略語です。 ケルビン

この式で、記号 R は、普遍的な定数と呼ばれる定数です。 気体定数 これは、すべてのガスに対して同じ値を持ちます。つまり、R = 8.31 ジュール / モル K.

等容過程は、理想気体の法則で次のように表すことができます。

p/T = 定数

このプロセスは等容性であるため、dV = 0 であるため、圧力 - 体積の仕事はゼロに等しくなります。理想気体モデルによると、内部エネルギーは次のように計算できます。

ΔU = m c_のΔT

ここで、プロパティ c_の(J/モル K) は、 比熱 特定の特殊な条件下 (一定の体積) では、システムの温度変化が熱伝達によって追加されるエネルギーの量に関係するため、一定の体積で (または熱容量)。

システムによって、またはシステムに対して行われる仕事がないため、熱力学の第 1 法則によって次のようになります。 ΔU = ΔQ。 したがって：

Q = m c_のΔT