מהו תהליך איזוברי?

תהליך איזוברי הוא תהליך תרמודינמי בו לחץ נשאר קבוע. בדרך כלל זה מתקבל בכך שהוא מאפשר לנפח להתרחב או להתכווץ בצורה כזו שתנטרל את שינויי הלחץ שייגרמו כתוצאה מכך העברת חום.

המונח איזוברי בא מיוונית iso, כלומר שווה, ו בארוסכלומר משקל.

בתהליך איזוברי יש בדרך כלל כאלה אנרגיה פנימית שינויים. עבודה נעשה על ידי המערכת, וחום מועבר, כך שאף אחד מהכמויות שנמצא ב החוק הראשון של התרמודינמיקה בקלות להפחית לאפס. עם זאת, ניתן לחשב את העבודה בלחץ קבוע בקלות יחסית עם המשוואה:

W = ע * Δ V

מאז W זו העבודה, ע הוא הלחץ (חיובי תמיד) ו- ΔV הוא שינוי הנפח, אנו יכולים לראות שיש שתי תוצאות אפשריות לתהליך איזוברי:

• אם המערכת מתרחבת (ΔV הוא חיובי), ואז המערכת עושה עבודה חיובית (ולהיפך).
• אם המערכת מתכווצת (ΔV היא שלילית), אז המערכת עושה עבודה שלילית (ולהיפך).

אם יש לך צילינדר עם בוכנה משוקללת ואתה מחמם את הגז בתוכו, הגז מתרחב בגלל עליית האנרגיה. זה בהתאם החוק של צ'רלס - נפח הגז פרופורציונלי לטמפרטורתו. הבוכנה המשוקללת שומרת על לחץ קבוע. אתה יכול לחשב את כמות העבודה שביצעה על ידי הכרת שינוי נפח הגז והלחץ. הבוכנה נעקרת מהשינוי בנפח הגז בזמן שהלחץ נשאר קבוע.

אם הבוכנה הייתה קבועה ולא נעה בזמן שהגז היה מחומם, הלחץ היה עולה ולא נפח הגז. זה לא יהיה תהליך איזוברי, מכיוון שהלחץ לא היה קבוע. הגז לא הצליח לייצר עבודה כדי להעביר את הבוכנה.

אם אתה מוציא את מקור החום מהגליל או אפילו מכניס אותו למקפיא כך שהוא איבד חום ל הסביבה, הגז היה מתכווץ בנפח ומושך איתו את הבוכנה המשוקללת כשהוא נשמר קבוע לחץ. זו עבודה שלילית, המערכת מתכווצת.

ב תרשים שלב, תהליך איזוברי יופיע כקו אופקי, מכיוון שהוא מתרחש בלחץ מתמיד. תרשים זה יראה לך באילו טמפרטורות חומר הוא מוצק, נוזלי או אדי לטווח של לחצים אטמוספריים.

בתוך תהליכים תרמודינמייםלמערכת יש שינוי באנרגיה וזה מביא לשינויים בלחץ, נפח, אנרגיה פנימית, טמפרטורה או העברת חום. בתהליכים טבעיים, לרוב יותר מאחד מסוגים אלו עובדים באותו זמן. כמו כן, למערכות טבעיות לרוב התהליכים הללו כיוון מועדף ואינם ניתנים להפלה בקלות.

• תהליך אדיאבטי - אין העברת חום אל המערכת או מחוצה לה.
• תהליך איזוכורי - אין שינוי בנפח, ובמקרה זה המערכת אינה פועלת.
• תהליך איזוברי - אין שינוי בלחץ.
• תהליך איזותרמי - אין שינוי בטמפרטורה.