En chimique ou physique, un processus isochore est une transformation thermodynamique qui se produit à volume constant.
Dans une transformation isochore, la pression d'un gaz parfait est directement proportionnelle à sa température. Dans le gaz réel, la loi de Charles n'est pas respectée.
Les graphiques de ce processus sont représentés par des lignes appelées isochores. Pour un gaz parfait, ce sont des droites dans tous les diagrammes qui relient des paramètres : T (température) V (volume) et P (pression).
Formules liées à la transformation isochore
Calcul du travail d'une transformation isométrique
Une transformation isochore ne produit pas de travail car le volume reste constant, c'est-à-dire ΔV = 0. Le processus ne fait pas de travail pression-volume, car ce travail est défini par
W = P·ΔV = P·0
Calcul de la variation d’énergie interne d'une transformation isochore
En appliquant la première loi de la thermodynamique, nous pouvons connaître la variation de l'énergie interne d'un système thermodynamique :
ΔU = Q - W
Comme nous l'avons déjà commenté, des échanges de travail ne sont pas possibles car le volume du système reste constant. Par conséquent, l'augmentation de l'énergie interne est égale à la chaleur que nous transférons au système.
ΔU = Q
Si un gaz parfait est utilisé et que la quantité de gaz est maintenue constante, l'augmentation de l'énergie est proportionnelle à une augmentation de la température et de la pression.
Chaleur dégagée au milieu extérieur par une transformation isochore
Si l'on considère que la quantité de gaz ne varie pas, la variation d'énergie sera directement proportionnelle à la variation de température. De cette manière, la quantité de chaleur livré dans une transformation isochore est:
Q=n·Cv·ΔT
où
-
Cv correspond à la chaleur molaire spécifique à volume constant.
-
n sont des moles de gaz.
-
ΔT est la variation de température .
Exemples de transformations isochores
Exemple dans la vie de tous les jours
Un exemple de transformation isochore dans la vie quotidienne est observé lorsque nous chauffons de l'eau dans une cocotte-minute. Lorsque nous transférons de la chaleur au récipient, nous vivons un processus isovolumétrique puisque la montée en température se fait à volume constant.
Si le même récipient était ouvert, la vapeur d'eau se dilaterait tout en maintenant sa pression (atmosphérique), il s'agirait donc d'une transformation isobare.
Exemples dans les cycles thermodynamiques
Dans un moteur à cycle Otto, deux exemples de transformations isochores se produisent lors des phases de combustion de l'essence et d'expulsion des gaz. Dans le diagrama, il y a deux autres courbes représentant les phases qui sont des transformations adiabatiques
Dans le cycle de Stirling, c'est aussi un exemple de transformation isométrique. Dans ce type de moteur, les phases de chauffage et de refroidissement des gaz s'effectuent à volume constant.