Un proceso isocórico es un proceso termodinámico en el que el volumen permanece constante. Dado que el volumen es constante, el sistema no funciona y W = 0. («W» es la abreviatura de trabajo). Esta es quizás la más fácil de controlar de las variables termodinámicas, ya que se puede obtener colocando el sistema en una caja sellada. contenedor que no se expande ni se contrae.
Primera ley de la termodinámica
Para comprender el proceso isocórico, debe comprender la primera ley de la termodinámica, que establece:
«El cambio en la energía interna de un sistema es igual a la diferencia entre el calor agregado al sistema desde su entorno y el trabajo realizado por el sistema en su entorno».
Aplicando la primera ley de la termodinámica a esta situación, se encuentra que:
delta-Dado que delta- U es el cambio en la energía interna y Q es la transferencia de calor dentro o fuera del sistema, se ve que todo el calor proviene de la energía interna o se destina a aumentar la energía interna.
Volumen constante
Es posible trabajar en un sistema sin cambiar el volumen, como en el caso de remover un líquido. Algunas fuentes usan «isocórico» en estos casos para significar «trabajo cero» independientemente de si hay un cambio en el volumen o no. En la mayoría de las aplicaciones sencillas, sin embargo, no será necesario considerar este matiz; si el volumen permanece constante durante todo el proceso, se trata de un proceso isocórico.
Ejemplo de cálculo
El sitio web Nuclear Power , un sitio en línea gratuito y sin fines de lucro construido y mantenido por ingenieros, ofrece un ejemplo de un cálculo que involucra el proceso isocórico.
Suponga una adición de calor isocórica en un gas ideal. En un gas ideal , las moléculas no tienen volumen y no interactúan. Según la ley de los gases ideales , la presión varía linealmente con la temperatura y la cantidad, e inversamente con el volumen . La fórmula básica sería:
pV = nRT
donde:
- p es la presión absoluta del gas
- n es la cantidad de sustancia
- T es la temperatura absoluta
- V es el volumen
- R es la constante de gas ideal o universal igual al producto de la constante de Boltzmann y la constante de Avogadro
- K es la abreviatura científica de Kelvin
En esta ecuación, el símbolo R es una constante llamada constante universal de gas que tiene el mismo valor para todos los gases, es decir, R = 8,31 Joule / mol K.
El proceso isocórico se puede expresar con la ley de los gases ideales como:
p / T = constante
Dado que el proceso es isocórico, dV = 0, el trabajo presión-volumen es igual a cero. Según el modelo de gas ideal, la energía interna se puede calcular mediante:
∆U = mc v ∆T
donde la propiedad c v (J / mol K) se denomina calor específico (o capacidad calorífica) a un volumen constante porque, en determinadas condiciones especiales (volumen constante), relaciona el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por transferencia de calor.
Dado que no hay trabajo realizado por o sobre el sistema, la primera ley de la termodinámica dicta ∆U = ∆Q. Por lo tanto:
Q = mc v ∆T
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