عملية متساوية الحرارة

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
تمدد الحجم عند درجة حرارة ثابتة . رسم بياني
p-v .عندما يزداد الحجم يقل ضغط الغاز.

عملية متساوية الحرارة أو عملية ثابتة الحرارة في الديناميكا الحرارية (بالإنجليزية: Isothermal process) هي عملية أو تجربة نحافظ فيها على درجة حرارة ثابتة للنظام الذي نقوم بدراسته ، أو لنظام العملية (مثل عملية تحضير مركب كيميائي أو تقطير أو غاز محدود الحجم وله درجة حرارة ثابتة).

عندما نقوم بضغط غاز تنتشر فيه حرارة وترتفع درجة حرارته ولكي نحافظ على النظام في درجة حرارة ثابتة لا بد من اخذ تلك الحرارة الزائدة من النظام لكي يبقى عند درجة حرارة ثابتة. وبالعكس عندما نخلخل الضغط في الغاز تنخفض درجة حرارته ، في تلك الحالة لا بد من إمداد النظام بحرارة من الخارج للمحافظة على ثبات درجة حرارته.

ويمكننا القيام بالمحافظة على درجة حرارة غاز أو جسم بوضعه في حمام حراري ، فإذا انخفضت درجة حرارة الجسم عوضتها حرارة من الحمام الحراري ، فتبقى درجة حرارة الجسم ثابتة . ( مثال من حياتنا اليومية : تبلغ درجة حرارة جسم الإنسان 37 درجة مئوية ، وهي درجة ثابتة)

طبقا لقانون الغازات و دالة الحالة في حالة غاز مثالي يبقى حاصل ضرب الضغط

p في الحجم V ثابتا عندما تكون درجة الحرارة T ثابتة.


p \cdot V = n \cdot R \cdot T = const. \quad \Leftrightarrow \quad p \sim {1 \over V}
.

ينتج من ذلك أن الضغط يتناسب تناسبا عكسيا مع الحجم :


{V_2 \over V_1}={p_1 \over p_2}

وبالنسبة إلى الشغل المؤدى \Delta W من النظام عند القيام بضغط النظام أو خلخلته وبه عدد n من المولات عندما تفترض غازا مثاليا:


\Delta W = - n R T\ln\left({V_2 \over V_1}\right) = - n R T \ln\left({p_1 \over p_2}\right) = - p_1 V_1 \ln\left({V_2 \over V_1}\right)
,

حيث :

R ثابت الغازات العام .

وطبقا ل القانون الأول للديناميكا الحرارية نطبق المعادلة :

\Delta U = \Delta Q + \Delta W

وبوضع T_2 = T_1 وبالتالي \Delta T = 0 تكون الحرارة المعطاة إلى النظام أو المأخوذة منه مساوية للشغل المؤدى من النظام .

\Delta Q = - \Delta W).

من هذا ينتج أن \Delta U=0 ، حيث U هي الطاقة الداخلية.

انظر أيضا[عدل]

Science.jpg هذه بذرة مقالة عن الفيزياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.