Mantendo um sistema a uma pressão constante: o processo isobárica
Na física, quando você tem um processo em que a pressão se mantém constante, é chamado isobaric
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Graficamente, você pode ver o que o processo isobaric parece na segunda figura, quando o volume está mudando enquanto a pressão permanece constante. Porque
o trabalho é a área sombreada abaixo do gráfico.
Video: Aula 5.2 - Processos a pressão constante, calor latente e entalpia
Digamos que você tem 60 metros cúbicos de um gás ideal a uma pressão de 200 pascais. Você aquecer o gás até que ele se expande para um volume de 120 metros cúbicos. Quanto trabalho é que o gás fazer? Tudo que você tem a fazer é ligar nos números:
Video: Trabalho numa transformação termodinâmica
O gás faz 12.000 joules de trabalho como ele se expande sob pressão constante.
Video: Físico Química (Estudo dos gases) - Aula 04 - Transformações isotérmicas
Aqui está outro exemplo: suponha que você está esperando por um voo de ligação para a próxima conferência física. Você olha ao redor, mas não vejo muito para divertir-se com - apenas uma fonte de água. Provando que os físicos podem encontrar diversão em qualquer lugar, você tomar um grama de água da fonte e colocá-lo na câmara isobaric bolso que você sempre acontecer para levar com você. Como um guarda de segurança do aeroporto olha, você aumenta a pressão para
e aumentar a temperatura da água de 62 graus Celsius.
Você notar que a grama de água aumenta de volume por
“Hmm”, você pensa. “Eu me pergunto o trabalho foi feito pela água e que a variação da energia interna da água foi.” O processo foi isobaric, de modo que o trabalho realizado pela água era
Preenchendo os números e fazendo os rendimentos de matemática:
Então esse é o trabalho realizado pela água. E sobre a mudança na energia interna da água? A primeira lei da termodinâmica diz que
Você sabe W, mas o que é Q? Q é o calor absorvido pela água. Você sabe que a mudança de temperatura da água, e usando capacidade de calor específico da água, você pode encontrar o calor realmente absorvido pela água usando esta equação:
números e fazer a matemática dá-lhe
Agora, de volta à primeira lei da termodinâmica:
Substituindo os valores lhe dá a variação da energia interna:
Hmm, você pensa. O trabalho realizado foi um minúsculo 0.002 joules, enquanto a variação da energia interna era de 260 joules. Interessante - muito pouco trabalho foi feito porque a água não expandir muito, mas você viu um ganho justo na energia interna porque a temperatura da água subiu.