В термодинамике изохорный процесс , также называемый процессом постоянного объема , изоволюметрическим процессом или изометрическим процессом , представляет собой термодинамический процесс, во время которого объем замкнутой системы , подвергающейся такому процессу, остается постоянным. Примером изохорного процесса является нагревание или охлаждение содержимого герметичного неэластичного контейнера: Термодинамический процесс — это присоединение или отвод тепла; изоляция содержимого контейнера создает закрытую систему; а неспособность контейнера деформироваться накладывает условие постоянного объема.
Изохорный термодинамический квазистатический процесс характеризуется постоянным объемом , т. е. Δ V = 0 . В процессе не совершается работа давление -объем , поскольку такая работа определяется формулой
Если процесс не является квазистатическим, работу, возможно, можно выполнить в термодинамическом процессе с постоянным объемом. [1]
Для обратимого процесса первый закон термодинамики определяет изменение внутренней энергии системы :
Замена работы с изменением громкости дает
Поскольку процесс изохорный, dV = 0 , предыдущее уравнение теперь дает
Используя определение удельной теплоемкости при постоянном объеме, c v = ( dQ / dT )/ m , где m — масса газа, получаем
Интеграция обеих сторон дает
На диаграмме давления-объема изохорный процесс выглядит как прямая вертикальная линия. Его термодинамически сопряженный изобарный процесс будет выглядеть как прямая горизонтальная линия.
Если в изохорном процессе используется идеальный газ и количество газа остается постоянным, то увеличение энергии пропорционально увеличению температуры и давления. Например, газ, нагретый в жестком контейнере: давление и температура газа возрастут, но объем останется прежним.
Идеальный цикл Отто является примером изохорного процесса, когда предполагается, что горение бензино -воздушной смеси в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания происходит мгновенно. Происходит повышение температуры и давления газа внутри цилиндра при сохранении объема.
Существительное «изохор» и прилагательное «изохорный» происходят от греческих слов ἴσος ( изос ), означающих «равный», и χώρος ( хрос ), означающих «пространство».