Proses isochoric adalah a proses termodinamika di mana volumenya tetap konstan. Karena volumenya konstan, sistem tidak bekerja dan W = 0. ("W" adalah singkatan untuk bekerja.) Ini mungkin yang termudah dari variabel termodinamika kontrol karena dapat diperoleh dengan menempatkan sistem dalam wadah tertutup yang tidak memuai maupun kontrak.
Hukum Termodinamika Pertama
Untuk memahami proses isokorik, Anda perlu memahami hukum termodinamika pertama, yang menyatakan:
"Perubahan energi internal sistem sama dengan perbedaan antara panas yang ditambahkan ke sistem dari lingkungannya dan pekerjaan yang dilakukan oleh sistem pada lingkungannya."
Menerapkan hukum pertama termodinamika untuk situasi ini, Anda menemukan bahwa:
delta-Sejak delta-U adalah perubahan energi internal dan Q adalah perpindahan panas masuk atau keluar dari sistem, Anda melihat bahwa semua panas berasal dari energi internal atau meningkatkan energi internal.
Volume Konstan
Dimungkinkan untuk melakukan pekerjaan pada sistem tanpa mengubah volume, seperti dalam kasus pengadukan cairan. Beberapa sumber menggunakan "isochoric" dalam kasus ini berarti "nol-kerja" terlepas dari apakah ada perubahan volume atau tidak. Namun, dalam sebagian besar aplikasi langsung, nuansa ini tidak perlu dipertimbangkan — jika volume tetap konstan di seluruh proses, itu adalah proses isokorik.
Contoh Perhitungan
Situs web Daya nuklir, sebuah situs online nirlaba gratis yang dibangun dan dikelola oleh para insinyur, memberikan contoh perhitungan yang melibatkan proses isochoric.
Asumsikan penambahan panas isokorik dalam gas ideal. Dalam sebuah gas ideal, molekul tidak memiliki volume dan tidak berinteraksi. Menurut hukum gas ideal, tekanan bervariasi secara linear dengan suhu dan kuantitas, dan berbanding terbalik dengan volume. Rumus dasarnya adalah:
pV = nRT
dimana:
- hal adalah tekanan absolut gas
- n adalah jumlah zat
- T adalah suhu absolut
- V adalah volumenya
- R adalah konstanta gas ideal, atau universal, sama dengan produk dari Boltzmann konstan dan konstanta Avogadro
- K adalah singkatan ilmiah untuk Kelvin
Dalam persamaan ini simbol R adalah konstanta yang disebut universal konstanta gas yang memiliki nilai yang sama untuk semua gas — yaitu, R = 8.31 Joule/tahi lalat K.
Proses isochoric dapat diekspresikan dengan hukum gas ideal sebagai:
p / T = konstan
Karena prosesnya isochoric, dV = 0, kerja tekanan-volume sama dengan nol. Menurut model gas ideal, energi internal dapat dihitung dengan:
∆U = m cv ∆T
dimana propertinya cv (J / mol K) disebut sebagai panas spesifik (atau kapasitas panas) pada volume konstan karena dalam kondisi khusus tertentu (volume konstan) itu berkaitan dengan perubahan suhu sistem dengan jumlah energi yang ditambahkan oleh perpindahan panas.
Karena tidak ada pekerjaan yang dilakukan oleh atau pada sistem, hukum termodinamika pertama menentukan ∆U = ∆Q. Karena itu:
Q = m cv ∆T