Az izobár folyamat egy olyan termodinamikai folyamat, amelyben a nyomás állandó marad. Ezt általában úgy érik el, ha a térfogatot kibővítik vagy csökken, oly módon, hogy semlegesítsék az esetleges nyomásváltozásokat hőátadás.
Az izobár kifejezés görögül származik isojelentése egyenlő, és Barosjelentése súly.
Egy izobár folyamatban jellemzően vannak belső energia változtatások. Munka a rendszer hajtja végre, és a hő átadódik, tehát a a termodinamika első törvénye könnyen nullára csökkentheti. Az állandó nyomáson végzett munka viszonylag könnyen kiszámítható az alábbi egyenlettel:
W = p * Δ V
Mivel W a munka, p a nyomás (mindig pozitív) és ΔV a mennyiség változása, láthatjuk, hogy az izobár folyamatnak két lehetséges következménye van:
- Ha a rendszer kibővül (ΔV pozitív), akkor a rendszer pozitív munkát végez (és fordítva).
- Ha a rendszer összehúzódik (ΔV negatív), akkor a rendszer negatív munkát végez (és fordítva).
Példák az izobárikus folyamatokra
Ha van egy hengere súlyozott dugattyúval, és melegíti benne a gázt, akkor a gáz az energia növekedése miatt tágul. Ez összhangban áll a
Károly törvénye - a gáz térfogata arányos a hőmérsékletével. A súlyozott dugattyú állandó nyomást tart fenn. Kiszámolhatja az elvégzett munka mennyiségét a gáz mennyiségének és a nyomás változásának ismeretével. A dugattyút elmozdítja a gáz térfogatának változása, miközben a nyomás állandó marad.Ha a dugattyú rögzítve lenne, és a gáz melegítésekor nem mozogna, a nyomás, nem pedig a gáz térfogata emelkedni fog. Ez nem lenne izobár folyamat, mivel a nyomás nem volt állandó. A gáz nem tudott munkát végezni a dugattyú elmozdításáért.
Ha eltávolítja a hőforrást a hengerről, vagy akár egy fagyasztóba helyezi, így a hő elvesztette A gáz térfogata csökken, és a súlyozott dugattyút lefelé húzza, miközben állandó marad nyomás. Ez negatív munka, a rendszer szerződést köt.
Izobarikus folyamat- és fázisdiagramok
A fázisdiagram, egy izobár folyamat vízszintes vonalként jelenik meg, mivel állandó nyomáson megy végbe. Ez a diagram megmutatja, hogy az anyag milyen hőmérsékleten szilárd, folyékony vagy gőzös a légköri nyomások egy sorára.
Termodinamikai folyamatok
Ban ben termodinamikai folyamatok, a rendszerben megváltozik az energia, és ez nyomás, térfogat, belső energia, hőmérséklet vagy hőátadás változását eredményezi. A természetes folyamatokban ezek közül a típusok közül egynél több egyszerre működik. Emellett a természetes rendszereknek ezeknek a folyamatoknak a többsége előnyös irányt mutat, és nem könnyű visszafordíthatóak.
- Adiabatikus folyamat - nincs hőátadás a rendszerbe vagy a rendszerből.
- Isochoric folyamat - nincs változás a hangerőben, ebben az esetben a rendszer nem működik.
- Izobarikus folyamat - nincs változás a nyomásban.
- Izotermikus folyamat - nincs hőmérséklet-változás.