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Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Transformation isobare, définition et travail dans ce type de processus

Transformation isobare, définition et travail dans ce type de processus

En chimique ou physique thermodynamique, un processus isobare est une transformation d'une certaine quantité de matière dans laquelle la pression du système thermodynamique reste constante. Ce qui change, c'est une ou plusieurs de ses variables d'état. Si la chaleur est transférée au système, le travail est effectué et l' énergie interne du système change également.

La transformation isobare est régi par la loi de Charles. Selon la loi de Charles, pour une masse fixe de gaz parfait à pression constante, le volume est directement proportionnel à la température.

Les processus isobares sont régis par la première loi de la thermodynamique. Dans ces procédés, l'augmentation de l'énergie interne est égale à l'augmentation d'enthalpie moins la pression multipliée par l'augmentation de volume: ΔE = ΔH - P·ΔV.

Exemples de transformations isobares

Pour mieux comprendre ce processus thermodynamique, cela nous aidera à voir quelques exemples.

Chauffer l'air d'un ballon

Transformation isobare, définition et travail dans ce type de processusLe changement de volume que subit un ballon lorsque les rayons du soleil le frappent est un exemple de transformation isobare.

En début de matinée, il présente une certaine pression, volume et température, à mesure que l'air à l'intérieur se réchauffe, la pression augmente, mais cela ne varie pas en raison de l'augmentation de son volume.

Phase d'expansion du cylindre d'un moteur thermique

L'expansion de l'air dans un cylindre à piston mobile auquel de la chaleur est fournie est réalisée par un processus isobare. Les deux autres sont des transformations adiabatiques.

Le volume augmentera proportionnellement à sa température et la pression reste constante.

Eau bouillante dans un récipient ouvert

Un exemple quotidien d'un processus isobare est l'eau bouillante dans un récipient ouvert. En fournissant de l' énergie thermique à l'eau, celle-ci monte en température et se transforme en vapeur.

La vapeur d'eau obtenue à une température plus élevée et occupe un volume plus important, cependant, la pression reste constante. Dès le début, la pression est égale à la pression atmosphérique.

 La température augmente parce que l'énergie cinétique des molécules.

Formules du travail dans une transformation isobare

Ce sont des formules pour calculer le travail des transformations réversibles d'un gaz parfait.

W1-2  =  P  (V2 - V1)
W1-2  =  R ( T2 - T1 )
Q1-2  =  m ·cp  (t2  - t1)
Q1-2  = (k  / (k  -1))  P (V2 - V1)

Où,

  • W1-2 travail fourni par le gaz.

  • Q1-2 la quantité de chaleur fournie ou retirée.

  • P Pression.

  • V le volume.

  • T la température absolue.

  • n la quantité de poussière (généralement exprimée en moles)

  • m la masse de la substance.

  • cp la chaleur spécifique de la substance à pression constante.

  • k est un rapport égal au quotient de la chaleur spécifique à pression et volume constants, respectivement.

    Auteur :

    Date de publication : 24 avril 2018
    Dernier examen : 24 août 2020