Τι ισοθερμική διαδικασία;

Μια ισοθερμική διαδικασία είναι μια θερμοδυναμική διαδικασία που εμφανίζεται σε μια σταθερή θερμοκρασία . Ακολουθεί μια κατανομή του τι σημαίνει και πώς λειτουργεί:

Βασικά χαρακτηριστικά:

* σταθερή θερμοκρασία: Το πιο καθοριστικό χαρακτηριστικό. Καθ 'όλη τη διάρκεια της διαδικασίας, η θερμοκρασία του συστήματος παραμένει αμετάβλητη.

* Μεταφορά θερμότητας: Η θερμότητα ρέει μέσα ή έξω από το σύστημα για να διατηρήσει τη σταθερή θερμοκρασία. Αυτή η μεταφορά θερμότητας είναι ζωτικής σημασίας για να εξασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή καθώς αλλάζουν άλλες μεταβλητές.

* Εργασία: Το σύστημα μπορεί να κάνει εργασία ή να κάνει δουλειά σε αυτό. Αυτή η εργασία σχετίζεται με τη μεταφορά θερμότητας και την αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια.

* Εσωτερική ενέργεια: Η εσωτερική ενέργεια του συστήματος παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια μιας ισοθερμικής διαδικασίας. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία είναι σταθερή, δεν υπάρχει καμία αλλαγή στη μέση κινητική ενέργεια των μορίων.

Παραδείγματα:

* πάγος τήξης: Όταν ο πάγος λιώνει στους 0 ° C (32 ° F), είναι μια ισοθερμική διαδικασία. Η θερμοκρασία του πάγου και του νερού παραμένει σταθερή, παρόλο που η θερμότητα απορροφάται από τον πάγο για να λιώσει.

* Νερό βρασμού: Το νερό που βράζει στους 100 ° C (212 ° F) είναι επίσης ισοθερμικό. Η θερμότητα τροφοδοτείται συνεχώς στο νερό, αλλά η θερμοκρασία παραμένει σταθερή καθώς το νερό αλλάζει κατάσταση από υγρό σε ατμό.

* επέκταση ενός ιδανικού αερίου: Ένα ιδανικό αέριο που επεκτείνεται σε κενό διατηρώντας ταυτόχρονα τη σταθερή θερμοκρασία είναι ένα άλλο παράδειγμα. Τα μόρια αερίου λειτουργούν καθώς επεκτείνονται και η θερμότητα ρέει στο σύστημα για να διατηρήσει τη θερμοκρασία.

Εφαρμογές:

* Ψύξη: Οι ισοθερμικές διεργασίες είναι κρίσιμες για τα συστήματα ψύξης όπου η θερμότητα απομακρύνεται από το σύστημα σε σταθερή θερμοκρασία.

* Χημικές αντιδράσεις: Ορισμένες χημικές αντιδράσεις εμφανίζονται σε σταθερές θερμοκρασίες, καθιστώντας τις ισοθερμικές διεργασίες.

* Κύκλοι κινητήρα: Μέρη ορισμένων κύκλων κινητήρα, όπως η ισοθερμική επέκταση και η συμπίεση σε έναν κύκλο Carnot, βασίζονται σε ισοθερμικές διεργασίες.

Εξίσωση κλειδιού:

Για ένα ιδανικό αέριο, η ισοθερμική διαδικασία διέπεται από το νόμο του Boyle :

* p₁v₁ =p₂v₂

όπου:

* P₁ και V₁ είναι η αρχική πίεση και όγκος

* P₂ και v₂ είναι η τελική πίεση και όγκος

Σημαντική σημείωση:

Ενώ η θερμοκρασία παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια μιας ισοθερμικής διαδικασίας, άλλες μεταβλητές όπως η πίεση, ο όγκος και η εντροπία μπορούν να αλλάξουν. Η σχέση μεταξύ αυτών των μεταβλητών εξαρτάται από το συγκεκριμένο σύστημα και τη διαδικασία.