Vad är isobarisk process?

En isobarisk process är en termodynamisk process där trycket förblir konstant. Detta erhålls vanligtvis genom att låta volymen expandera eller sammandras på ett sådant sätt att neutralisera eventuella tryckförändringar som skulle orsakas av värmeöverföring.

Termen isobaric kommer från grekiska iso, vilket betyder lika, och baros, vilket betyder vikt.

I en isobarisk process sker det vanligtvis interna energiförändringar. Arbetet utförs av systemet, och värme överförs, så ingen av kvantiteterna i den första termodynamiklagen reduceras enkelt till noll. Arbetet med ett konstant tryck kan emellertid ganska enkelt beräknas med ekvationen:

W = p * Δ V

Eftersom W är arbetet, p är trycket (alltid positivt) och ΔV är förändringen i volym, kan vi se att det finns två möjliga utfall till en isobarisk process:

• Om systemet expanderar (ΔV är positivt), då gör systemet positivt arbete (och vice versa).
• Om systemet går ihop (ΔV är negativt), då gör systemet negativt arbete (och vice versa).

Exempel på isobariska processer

Om du har en cylinder med en vägd kolv och värmer gasen i den expanderar gasen på grund av ökningen i energi. Detta är i enlighet med Charles lag: volymen av en gas är proportionell mot dess temperatur. Den viktade kolven håller trycket konstant. Du kan beräkna mängden arbete som gjorts genom att känna till förändringen av volym på gasen och trycket. Kolven förskjuts av förändringen i volym av gasen medan trycket förblir konstant.

Om kolven var fixerad och inte rörde sig när gasen upphettades, skulle trycket stiga snarare än gasens volym. Detta skulle inte vara en isobarisk process, eftersom trycket inte var konstant. Gasen kunde inte producera arbete för att förskjuta kolven.

Om du tar bort värmekällan från cylindern eller till och med lägger den i en frys så att den tappade värme till miljön, skulle gasen krympa i volym och dra den viktade kolven ner med den när den höll konstant tryck. Detta är negativt arbete, systemet träder ihop.

Isobarisk process- och fasdiagram

I ett fasdiagram skulle en isobarisk process dyka upp som en horisontell linje, eftersom den sker under ett konstant tryck. Detta diagram visar dig vid vilka temperaturer ett ämne är fast, flytande eller ånga för en mängd atmosfärstryck.

Termodynamiska processer

I termodynamiska processer har ett system en förändring i energi och som resulterar i förändringar i tryck, volym, intern energi, temperatur eller värmeöverföring. I naturliga processer arbetar ofta mer än en av dessa typer samtidigt. Naturligtvis har de flesta av dessa processer en föredragen riktning och är inte lätt reversibla.

• Adiabatic process - ingen värmeöverföring till eller från systemet.
• Isokorisk process - ingen volymförändring, i vilket fall systemet inte fungerar.
• Isobarisk process - ingen tryckförändring.
• Isotermisk process - ingen temperaturförändring.