Isothermer Prozess
Ein isothermer Prozess ist ein thermodynamischer Prozess , bei dem die Temperatur des Systems konstant bleibt (T = const). Die Wärmeübertragung in das oder aus dem System muss typischerweise mit einer derart langsamen Geschwindigkeit erfolgen, um sich durch Wärmeaustausch kontinuierlich an die Temperatur des Reservoirs anzupassen. In jedem dieser Zustände bleibt das thermische Gleichgewicht erhalten.
Für ein ideales Gas und einen polytropen Prozess entspricht der Fall n = 1 einem isothermen Prozess (bei konstanter Temperatur). Im Gegensatz zum adiabatischen Prozess , bei dem n = κ und ein System keine Wärme mit seiner Umgebung austauscht (Q = 0; ; T ≠ 0 ) , ändert sich bei einem isothermen Prozess die innere Energie nicht (aufgrund von ∆T = 0) ) und damit ΔU = 0 (für ideale Gase) und Q ≠ 0. Ein adiabatischer Prozess ist nicht notwendigerweise ein isothermer Prozess, noch ist ein isothermer Prozess notwendigerweise ein adiabatischer Prozess.
In der Technik sind Phasenänderungen wie Verdampfen oder Schmelzen isotherme Prozesse, wenn sie wie gewöhnlich bei konstantem Druck und konstanter Temperatur ablaufen.
Isotherme Kurve – Isotherme
In einem pV-Diagramm verläuft der Prozess entlang einer Linie, die als isotherme Kurve oder Isotherme bezeichnet wird . Diese Kurve hat die Gleichung p = constant / V . Sie kann aus dem idealen Gasgesetz abgeleitet werden.
In einem idealen Gas haben Moleküle kein Volumen und interagieren nicht. Nach dem idealen Gasgesetz ändert sich der Druck linear mit Temperatur und Menge und umgekehrt mit dem Volumen .
pV = nRT
wo:
- p ist der absolute Druck des Gases
- n ist die Substanzmenge
- T ist die absolute Temperatur
- V ist die Lautstärke
- R ist die ideale oder universelle Gaskonstante, die dem Produkt der Boltzmann-Konstante und der Avogadro-Konstante entspricht.
In dieser Gleichung ist das Symbol R eine Konstante, die als universelle Gaskonstante bezeichnet wird und für alle Gase den gleichen Wert hat, nämlich R = 8,31 J / mol K.
Der isotherme Prozess kann mit dem idealen Gasgesetz ausgedrückt werden als:
pV = konstant
und die Isotherme kann ausgedrückt werden als:
p = Konstante / V.
Es entspricht dem Boyle-Mariotte-Gesetz , das besagt, dass:
Bei einer festen Gasmasse bei konstanter Temperatur ist das Volumen umgekehrt proportional zum Druck.
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