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Termodinâmica.
Transformação de energia

Energia térmica I combustão.
Efeitos da termodinâmica

Entropia

Processo isocórico

Processo isocórico

O processo isocórico é um processo termodinâmico que ocorre em volume constante. Para realizar um processo isocórico em um gás ou líquido, é suficiente aquecer (resfriar) uma substância em um recipiente que não altera seu volume.

Em um processo isocórico, a pressão de um gás ideal é diretamente proporcional à sua temperatura. Em gases reais, a lei de Charles não é cumprida.

Os gráficos são representados por linhas chamadas isocromos. Para um gás ideal, são retas em todos os diagramas que relacionam parâmetros: T (temperatura) V (volume) e P (pressão).

Termodinâmica do processo isocórico

Um processo quase estático termodinâmico isocórico é caracterizado por um volume constante, ou seja, ΔV = 0. O processo não realiza trabalho pressão-volume, uma vez que o referido trabalho é definido por

Eu trabalho em um processo isocórico

onde P é pressão. A convenção de assinatura é tal que o sistema faz um trabalho positivo no ambiente.

Se o processo não for quase estático, o trabalho poderá ser realizado em um processo termodinâmico de volume constante.

Para um processo reversível, a primeira lei da termodinâmica fornece a mudança na energia interna do sistema:

Primeira lei da termodinâmica

Substitua o trabalho por uma alteração no volume

diferencial de entropia

Como o processo é isocórico, dV = 0, a equação anterior agora fornece

diferencial entroia - diferencial de calor

Usando a definição de capacidade térmica específica em volume constante,

diferencial entroia - diferencial de calor,

diferencial entroia - diferencial de calor

A integração de ambos os lados produz

diferencial entroia - diferencial de calor

Onde cv é a capacidade térmica específica em volume constante, T1 é a temperatura inicial e T2 é a temperatura final. Concluímos com:

diferencial entroia - diferencial de calor

Processo isocórico no diagrama de volume de pressão. Neste diagrama, a pressão aumenta, mas o volume permanece constante.

Em um diagrama de volume de pressão, um processo isocórico aparece como uma linha vertical reta. Seu conjugado termodinâmico, um processo isobárico, apareceria como uma linha horizontal reta.

Gás ideal

Se um gás ideal for usado em um processo isocórico e a quantidade de gás permanecer constante, o aumento de energia será proporcional ao aumento de temperatura e pressão. Tomemos, por exemplo, um gás aquecido em um recipiente rígido: a pressão e a temperatura do gás aumentarão, mas o volume permanecerá o mesmo.

Aplicação prática da teoria do processo isocórico

Ciclo Otto ideal - Motores termodinâmicosCom um ciclo Otto ideal, que é reproduzido aproximadamente em um motor de combustão interna a gasolina, as etapas 2-3 e 4-1 são processos isocóricos. O trabalho realizado na saída do motor é igual à diferença no trabalho que o gás produzirá no pistão durante o terceiro ciclo (ou seja, o curso de trabalho) e no trabalho que o pistão dedica à compressão de gás durante o segundo ciclo

No ciclo de Stirling, existem também duas medidas isocóricas. Para sua implementação, um regenerador foi adicionado ao mecanismo Stirling. O gás que passa pelo preenchimento em uma direção emite calor do fluido de trabalho para o regenerador e, quando se move na outra direção, retorna ao tema de trabalho. O ciclo Stirling ideal alcança reversibilidade e os mesmos valores de eficiência que o ciclo de Carnot.

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Data de publicação: 26 de fevereiro de 2020
Última revisão: 26 de fevereiro de 2020