Kiến thức Phổ thông

Quá trình dòng đẳng tích là gì?

Định nghĩa quá trình dòng đẳng tích

Một quá trình đẳng tích là một quá trình nhiệt động lực học trong đó âm lượng không đổi. Vì âm lượng không đổi, hệ thống không hoạt động và W = 0. (“W” là tên viết tắt của công việc.) Đây có lẽ là biến dễ nhất trong các biến nhiệt động lực học vì có thể lấy được bằng cách đặt hệ thống trong một niêm phong container mà không mở rộng cũng không hợp đồng.

Định luật nhiệt động lực học đầu tiên

Để hiểu quá trình đẳng tích, bạn cần hiểu định luật đầu tiên của nhiệt động lực học, trong đó nêu rõ: “Sự thay đổi năng lượng bên trong của một hệ thống bằng với chênh lệch giữa nhiệt được thêm vào hệ thống từ môi trường xung quanh và công việc được thực hiện bởi hệ thống trên môi trường xung quanh.”

Áp dụng định luật nhiệt động lực học đầu tiên cho tình huống này, bạn thấy rằng: delta-Vì delta- U là sự thay đổi năng lượng bên trong và Q là sự truyền nhiệt vào hoặc ra khỏi hệ thống, bạn thấy rằng tất cả nhiệt lượng đều đến từ năng lượng bên trong hoặc đi vào tăng năng lượng bên trong.

Khối lượng không đổi

Có thể thực hiện công việc trên một hệ thống mà không thay đổi âm lượng, như trong trường hợp khuấy chất lỏng. Một số nguồn sử dụng “dòng đẳng tích” trong những trường hợp này có nghĩa là “zero-work” bất kể có thay đổi âm lượng hay không. Tuy nhiên, trong hầu hết các ứng dụng đơn giản, sắc thái này sẽ không cần phải được xem xét nếu khối lượng không đổi trong suốt quá trình, đó là một quá trình đẳng tốc.

Tính toán ví dụ

Giả sử một sự bổ sung nhiệt dòng đẳng tích trong một loại khí lý tưởng. Trong một  loại khí lý tưởng , các phân tử không có thể tích và không tương tác. Theo định luật khí lý tưởng ,  áp suất thay đổi tuyến tính theo nhiệt độ và số lượng, và ngược lại với thể tích . Công thức cơ bản sẽ là: pV = nRT

Trong đó

p  là áp suất tuyệt đối của khí

n  là lượng chất

T  là nhiệt độ tuyệt đối

V  là âm lượng

R   là hằng số khí lý tưởng hoặc phổ quát bằng tích của hằng số Boltzmann  và hằng số Avogadro

K là tên viết tắt khoa học của  Kelvin

Trong phương trình này, ký hiệu R là hằng số được gọi là hằng số khí phổ   có cùng giá trị với tất cả các loại khí, cụ thể là, R = 8,31 Joule / mol K.

Quá trình đẳng tích có thể được biểu thị bằng định luật khí lý tưởng như: p / T = hằng số

Vì quá trình là đẳng tích, dV = 0, nên công việc thể tích áp suất bằng không. Theo mô hình khí lý tưởng, năng lượng bên trong có thể được tính bằng: ∆U = mc v  T

Trong đó tính chất c v  (J / mol K) được gọi là nhiệt dung riêng  (hoặc công suất nhiệt) ở một thể tích không đổi vì trong một số điều kiện đặc biệt (thể tích không đổi), nó liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ của một hệ thống với lượng năng lượng được thêm vào bởi truyền nhiệt.

Vì không có công việc nào được thực hiện bởi hoặc trên hệ thống, nên định luật đầu tiên của nhiệt động lực học ra lệnh  ∆U = ∆Q. Vì thế: Q =  mc v ∆T

Chủ đề xuất hiện trong bài viết
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker