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Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Entropie

Processus isochorique

Processus isochorique

Le processus isocorique est un processus thermodynamique qui se produit dans un volume constant. Pour effectuer un processus isocorique dans un gaz ou un liquide, il suffit de chauffer (refroidir) une substance dans un récipient qui ne change pas son volume.

Dans un processus isochore, la pression d'un gaz idéal est directement proportionnelle à sa température. Dans les gaz réels, la loi de Charles n'est pas respectée.

Les graphiques sont représentés par des lignes appelées isochromes. Pour un gaz idéal, ce sont des lignes droites dans tous les diagrammes qui relient les paramètres: T (température) V (volume) et P (pression).

Thermodynamique du processus isochore

Un processus thermodynamique quasi statique isocorique est caractérisé par un volume constant, c'est-à-dire ΔV = 0. Le processus n'effectue pas de travail pression-volume, car ledit travail est défini par

Je travaille dans un processus isochore

où P est la pression. La convention des signes est telle que le système fait un travail positif dans l'environnement.

Si le processus n'est pas quasi-statique, le travail peut être effectué dans un processus thermodynamique à volume constant.

Pour un processus réversible, la première loi de la thermodynamique donne la variation de l'énergie interne du système:

Première loi de la thermodynamique

Remplacer le travail par un changement de volume donne

différentiel d'entropie

Puisque le processus est isochore, dV = 0, l'équation précédente donne maintenant

différentiel entroia - différentiel de chaleur

En utilisant la définition de la capacité thermique spécifique à volume constant,

différentiel entroia - différentiel de chaleur,

différentiel entroia - différentiel de chaleur

L'intégration des deux côtés produit

différentiel entroia - différentiel de chaleur

Où cv est la capacité thermique spécifique à volume constant, T 1 est la température initiale et T 2 est la température finale. Nous concluons par:

différentiel entroia - différentiel de chaleur

Processus isochore dans le diagramme de volume de pression. Dans ce diagramme, la pression augmente, mais le volume reste constant.

Dans un diagramme de volume de pression, un processus isocorique apparaît comme une ligne verticale droite. Son conjugué thermodynamique, un processus isobare apparaîtrait comme une ligne horizontale droite.

Gaz idéal

Si un gaz idéal est utilisé dans un processus isochore et que la quantité de gaz reste constante, l'augmentation de l'énergie est proportionnelle à une augmentation de la température et de la pression. Prenons, par exemple, un gaz chauffé dans un récipient rigide: la pression et la température du gaz augmenteront, mais le volume restera le même.

Application pratique de la théorie des processus isocoriques

Cycle Otto idéal - Moteurs thermodynamiquesAvec un cycle Otto idéal, qui se reproduit approximativement dans un moteur à combustion interne à essence, les étapes 2-3 et 4-1 sont des processus isocoriques. Le travail effectué à la sortie du moteur est égal à la différence entre le travail que le gaz produira sur le piston au cours du troisième cycle (c'est-à-dire la course de travail) et le travail que le piston consacre à la compression du gaz pendant la deuxième cycle

Dans le cycle de Stirling, il existe également deux mesures isochoriques. Pour sa mise en œuvre, un régénérateur a été ajouté au moteur Stirling. Le gaz qui traverse le remplissage dans une direction émet de la chaleur du fluide de travail vers le régénérateur, et quand il se déplace dans l'autre direction, il retourne au thème de travail. Le cycle Stirling idéal atteint la réversibilité et les mêmes valeurs d'efficacité que le cycle Carnot.

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Dernier examen: 26 février 2020