Um processo isocórico - também chamado de processo isométrico ou isovolumétrico - é um processo termodinâmico que ocorre em volume constante.
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 válida.
Os gráficos deste processo são representados por linhas chamadas isocores. Para um gás ideal, são linhas retas em todos os diagramas que relacionam os parâmetros: T (temperatura) V (volume) e P (pressão).
Fórmulas de Processos Isocóricos
Cálculo do trabalho de um processo isométrico
Um processo isocórico não produz trabalho porque é produzido a volume constante, ou seja, ΔV = 0. O processo não realiza trabalho pressão-volume, pois tal trabalho é definido por
W = P ΔV = P 0
Cálculo da variação de energia interna de um processo isocórico
Aplicando a primeira lei da termodinâmica podemos conhecer a variação da energia interna de um sistema termodinâmico:
ΔU = Q - W
Como comentamos anteriormente, esse processo não funciona porque o volume permanece constante. Portanto, o aumento da energia interna é igual ao calor que transferimos para o sistema.
ΔU = Q
Se um gás ideal é usado e a quantidade de gás é mantida constante, então o aumento de energia é proporcional ao aumento de temperatura e pressão.
Cálculo do calor liberado de um processo isovolumétrico
Se considerarmos que a quantidade de gás não varia, a variação de energia será diretamente proporcional à variação de temperatura:
Q=n Cv ΔT
Onde
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Cv corresponde ao calor específico molar a volume constante.
-
n são os mols de gás.
-
ΔT é a variação de temperatura do processo.
Exemplos de processos isocóricos
Exemplo no dia a dia
Um exemplo de processo isocórico na vida cotidiana é visto quando aquecemos água em uma panela de pressão. Quando transferimos calor para o recipiente, experimentamos um processo isovolumétrico, pois o aumento de temperatura é feito a volume constante.
Se o mesmo recipiente estivesse aberto, o vapor de água se expandiria mantendo sua pressão (atmosférica), portanto, seria um processo isobárico.
Exemplos em ciclos termodinâmicos
Em um motor a gasolina, dois exemplos de processos isocóricos ocorrem durante as fases de combustão da gasolina e expulsão de gases.
No ciclo Stirling, também é um exemplo de processo isométrico. Neste tipo de motor, as fases de aquecimento e resfriamento do gás ocorrem a volume constante.
