Przemiana izochoryczna

Przemiana izochoryczna lub proces izochoryczny to taka przemiana gazu, podczas której jego objętość \(V\) nie ulega zmianie (\(V=constans\)).

Prawo Charles'a

W przemianie izochorycznej stałej masy gazu doskonałego objętość gazu nie ulega zmianie, zmieniają się natomiast ciśnienie i temperatura gazu, a ich iloraz pozostaje stały.

\(\frac{p}{T}=const\)

Powyższe wynika wprost z równania Clapeyrona.

W przemianie izochorycznej ciśnienie gazu jest wprost proporcjonalna do temperatury gazu. Im wyższa jest temperatura gazu, tym gaz wywiera większe ciśnienie na ścianki naczynia.

\(p\sim T\)

Przykład

Jeżeli mamy gaz zamknięty w szczelnie zamkniętym naczyniu i będziemy go podgrzewać (zwiększać jego temperaturę), to wzrośnie ciśnienie tego gazu. Wzrost ciśnienia może w pewnym momencie rozerwać naczynie, czasem bardzo gwałtownie. Jeżeli dwa razy zwiększymy temperaturę, to dwa razy wzrośnie ciśnienie tego gazu.

Izochora

Ciśnienie gazu w przemianie izochorycznej jest wprost proporcjonalne do jego temperatury, więc wykres zależności ciśnienia od temperatury w przemianie izochorycznej to prosta (a w zasadzie półprosta) - tak zwana izochora.

Wymiana ciepła podczas przemiany izochorycznej

Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki \(\Delta U=W+Q\). Podczas przemiany izobarycznej temperatura gazu zmienia się i zmienia się zatem także energia wewnętrzna gazu. Jednak żadna praca nie jest wykonywana (\(W=0\)). Zachodzi wymiana ciepła z otoczeniem. Mamy więc \(\Delta U=Q\). Całe dostarczone ciepło jest zamieniane na wzrost energii wewnętrznej gazu.

Przemiany gazowe

Przemiana adiabatyczna

Przemiana izobaryczna

Przemiana izotermiczna