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Thermodynamik.
Energieumwandlung

I Verbrennung thermische Energie.
Auswirkungen der Thermodynamik

Entropy

Isochorischer Prozess

Isochorischer Prozess

Der isokorische Prozess ist ein thermodynamischer Prozess, der in einem konstanten Volumen abläuft. Um einen isokorischen Prozess in einem Gas oder einer Flüssigkeit durchzuführen, reicht es aus, eine Substanz in einem Behälter zu erhitzen (abzukühlen), der ihr Volumen nicht verändert.

Bei einem isochoren Prozess ist der Druck eines idealen Gases direkt proportional zu seiner Temperatur. In realen Gasen ist Charles 'Gesetz nicht erfüllt.

Die Grafiken werden durch Linien dargestellt, die als Isochrome bezeichnet werden. Für ein ideales Gas sind sie in allen Diagrammen, die Parameter betreffen, gerade Linien: T (Temperatur) V (Volumen) und P (Druck).

Thermodynamik des isochoren Prozesses

Ein isokorischer thermodynamischer quasistatischer Prozess ist durch ein konstantes Volumen gekennzeichnet, dh ΔV = 0. Der Prozess führt keine Druck-Volumen-Arbeit aus, da diese Arbeit durch definiert ist

Ich arbeite in einem isochoren Prozess

wobei P Druck ist. Die Vorzeichenkonvention sieht vor, dass das System in der Umwelt positive Arbeit leistet.

Wenn der Prozess nicht quasistatisch ist, kann die Arbeit in einem thermodynamischen Prozess mit konstantem Volumen durchgeführt werden.

Für einen reversiblen Prozess gibt der erste Hauptsatz der Thermodynamik die Änderung der inneren Energie des Systems an:

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Ersetzen Sie die Arbeit durch eine Änderung der Lautstärke

Entropiedifferential

Da der Prozess isochor ist, dV = 0, gibt die vorherige Gleichung nun an

Entroia Differential - Wärmedifferential

Unter Verwendung der Definition der spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Volumen

Entroia Differential - Wärmedifferential,

Entroia Differential - Wärmedifferential

Die Integration beider Seiten erzeugt

Entroia Differential - Wärmedifferential

Wobei cv die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen ist, T 1 die Anfangstemperatur und T 2 die Endtemperatur ist. Wir schließen mit:

Entroia Differential - Wärmedifferential

Isochorischer Prozess im Druckvolumendiagramm. In diesem Diagramm steigt der Druck, aber das Volumen bleibt konstant.

In einem Druckvolumendiagramm erscheint ein isokorischer Prozess als gerade vertikale Linie. Sein thermodynamisches Konjugat, ein isobarer Prozess, würde als gerade horizontale Linie erscheinen.

Ideales Gas

Wenn ein ideales Gas in einem isochoren Prozess verwendet wird und die Gasmenge konstant bleibt, ist die Zunahme der Energie proportional zu einer Zunahme von Temperatur und Druck. Nehmen wir zum Beispiel ein Gas, das in einem starren Behälter erhitzt wird: Der Druck und die Temperatur des Gases steigen an, aber das Volumen bleibt gleich.

Praktische Anwendung der isokorischen Prozesstheorie

Idealer Otto-Zyklus - Thermodynamische MotorenMit einem idealen Otto-Kreisprozess, der ungefähr in einem Benzin-Verbrennungsmotor reproduziert wird, sind die Schritte 2-3 und 4-1 isokorische Prozesse. Die am Motorausgang geleistete Arbeit ist gleich der Differenz zwischen der Arbeit, die das Gas während des dritten Zyklus am Kolben erzeugt (d. H. Dem Arbeitshub), und der Arbeit, die der Kolben während des Zyklus der Gaskompression widmet zweiter Zyklus

Im Stirling-Zyklus gibt es auch zwei isochore Maßnahmen. Für seine Implementierung wurde dem Stirlingmotor ein Regenerator hinzugefügt. Das Gas, das in einer Richtung durch die Füllung strömt, gibt Wärme vom Arbeitsmedium an den Regenerator ab, und wenn es sich in die andere Richtung bewegt, kehrt es zum Arbeitsthema zurück. Der ideale Stirling-Zyklus erreicht Reversibilität und die gleichen Wirkungsgrade wie der Carnot-Zyklus.

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Erscheinungsdatum: 26. Februar 2020
Geändert am: 26. Februar 2020