فرآیند هم حجم
فرآیند همحجم فرآیندی ترمودینامیکی است که در حجم ثایتی انجام می گیرد. در این فرآیند کار صفر است (چون حجم ثابت است و در نتیجه تغییرات حجم نداریم یعنی در نمودار P – V سطح زیر نمودار صفر است) و گاز فقط می تواند با محیط تبادل گرما کند.
گرمایی که در فرآیند هم حجم به دستگاه داده یا گرفته می شود چگونه محاسبه می شود؟
می دانیم که گرمای لازم برای تغییر دمای یک جسم به اندازه ی با رابطه ی زیر داده می شود:
توجه: در مورد گازها گرمای ویژه ی جسم به نوع فرآیند بستگی دارد.
گرمای ویژه یك گاز درحجم ثابت برابراست با مقدار گرمایی كه در حجم ثابت به یكای جرم آن داده می شود تا دمای آن یك كلوین بالا رود گرمای ویژه درحجم ثابت را باCV نشان می دهیم. بنابراین رابطه ی بالا به صورت زیر در می آید:
کمیت McV را با CMV نشان می دهیم و آن را ظرفیت گرمایی مولی در حجم ثابت می نامیم.
با استفاده از این کمیت رابطه ی فوق به صورت زیر در خواهد آمد:
با تقریب خوبی می توان نشان داد كه ظرفیت گرمای مولی درحجم ثابت به جنس گاز بستگی ندارد و برای گازهای تك اتمی برابر برای گازهای دو اتمی و برای گازهای چند اتمی است.
ظرفیت گرمایی مولی چند گاز در حجم ثابت
ظرفیت گرمایی مولی چند گاز در حجم ثابت
تمرین: نشان دهید انرژی درونی گاز کامل تک اتمی از رابطه ی به دست می آید.
نکته: شیب نمودار فشار- دما برابر است با بنابراین نمودار فشار - دمای فرآیند هم حجم خط راست می باشد که نمونه ی آن در شکل بالا اولین نمودارهای بالا و پایین از سمت راست است.
نمودارهای بالا و پایین وسط هم نمودار P – V و نمودارهای سمت چپ نیز نمودار V – T در حجم ثابت هستند که در آن ها به ترتیب تغییرات فشار و تغییرات دما را داریم.
لینک های مرتبط:
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه : فاطمه گودرزی
تنظیم : نسیم گنجی منش