Proses isobarik

Cabang

Kesetimbangan / Tak setimbang

Keadaan
Persamaan keadaan Gas ideal Gas nyata Wujud zat Kesetimbangan Volume kontrol Instrumen
Proses
Isobarik Isokorik Isotermis Adiabatik Isentropik Isentalpik Quasistatik Politropik Ekspansi bebas Reversibel Ireversibel Endoreversibilitas
Siklus
Mesin kalor Pompa kalor Efisiensi termal

Properti sistem

Catatan: Variabel konjugat dengan huruf miring

Fungsi proses
Diagram properti Sifat ekstensif dan intensif
Kerja Panas
Fungsi keadaan
Suhu / Entropi (Pendahuluan) Tekanan / Volume Potensi kimia / Nomor partikel Kualitas uap Properti tereduksi

Persamaan

Potensial

Energi dalam
U(S,V)
Entalpi
H(S,p)=U+pV
Energi bebas Helmholtz
A(T,V)=U−TS
Energi bebas Gibbs
G(T,p)=H−TS

Ilmuwan

Proses isobarik adalah proses termodinamika di mana tekanannya konstan: ΔP = 0. Istilah ini berasal dari kata Yunani iso-, (sama), dan baros (massa). Panas dipindahkan ke sistem yang melakukan kerja namun juga mengubah energi dalam sistem:

Q=ΔU+W

Menurut Hukum pertama termodinamika, di mana W adalah kerja yang dilakukan pada sistem, U adalah energi dalam dan Q adalah panas. Kerja yang dilakukan oleh sistem tertutup didefinisikandengan:

W=∫pdV

dengan Δ menunjukkan adanya perubahan selama proses berlangsung, sedangkan d merupakan lambang diferensial. Karena tekanannya konstan, maka

W=pΔV.

Menurut hukum gas ideal, hal ini menjadi

W=nRΔT

mengasumsikan jumlah gas konstan (misalnya tak ada transisi fasa selama reaksi kimia), maka menurut teorema ekuipartisi, perubahan energi dalam berhubungan dengan suhu sistem dengan

ΔU=ncVΔT,

di mana cV adalah panas spesifik pada volume konstan.

Substitusi 2 persamaan terakhir ke persamaan pertama menghasilkan:

Q=ncVΔT+nRΔT

=n(cV+R)ΔT

=ncPΔT,

dengan cP adalah panas spesifik pada tekanan konstan.

Kapasitas panas spesifik

Untuk menemukan kapasitas panas molar spesifik gas, persamaan berikut ini dapat digunakan untuk gas umum yang secara kalori benar. Properti γ merupakan indeks adiabatik atau rasio kapasitas panas. Beberapa sumber menggunakan huruf k.

Panas spesifik molar isokorik:

cV=Rγ−1.

Panas spesifik molar isobarik:

cp=γRγ−1.

Nilai untuk γ adalah γ=1.4 untuk gas diatomik seperti udara dan γ=53 untuk gas monoatomik seperti gas mulia. Rumus untuk panas spesifik menjadi (untuk kasus tertentu saja):

Monatomik:

cV=3R2 dan cP=5R2

Diatomik:

cV=5R2 and cP=7R2

Proses isobarik yang ditunjukkan pada diagram PV adalah garis lurus horizontal yang menghubungkan keadaan awal dan akhir. Jika proses ke arah kanan, berarti ada ekspansi, jika ke kiri, berarti terjadi kompresi.