Le volume de Pression diagramme d’un processus isotherme.
isotherme désigne un processus dans lequel un système change—que ce soit la pression, le volume et / ou le contenu—sans changement de température. Du point de vue de la première loi de la thermodynamique, cela signifie que l’énergie interne du système est inchangée, car la température est une mesure de l’énergie cinétique moyenne des molécules dans le système., Cela ressemble alors à:
et, par conséquent,
où:
- représente la variation de l’énergie interne
- est la chaleur
- travail
Ce que ces équations veux dire, c’est que le travail de saisie à un système doit être exactement équilibré par une production de chaleur, et vice versa. Si un récipient isotherme contenant de l’air est comprimé (diminution de son volume, valeur positive), la chaleur doit être retirée du système conformément (valeur négative). En revanche, si un récipient est autorisé à se dilater (négatif ), de la chaleur doit être ajoutée au système afin de maintenir la température constante., Pour calculer le travail, une intégration doit être faite à la formule . Cela peut également être considéré comme le calcul de l’aire sous la courbe. Toutefois, en raison de la forme de la courbe, il ne suffit pas d’un calcul par rapport à une isobare, par exemple., La formule ci-dessous est l’équation intégrée, et calculera le travail effectué pour tout processus isotherme:
où:
- est le nombre de moles
- est la constante de gaz idéale
- est la pression initiale
- est le volume final
L’efficacité de Carnot expliquant l’efficacité thermique maximale d’un moteur thermique est obtenue en utilisant des processus isothermes, dans lesquels un cycle thermodynamique est complété par l’utilisation de 2 Processus isothermes et 2 processus adiabatiques., Les changements de Phase sont un exemple de processus isothermes, car la température reste constante jusqu’à ce que le changement de phase soit complet.
La vidéo suivante du département de chimie de L’UC Berkley explique l’idée d’un processus isotherme avec des visuels.