Изохорный процесс — это термодинамический процесс, происходящий при постоянном объеме. В такой системе работа, совершаемая газом, равна нулю, поскольку работа в термодинамике определяется как произведение давления на изменение объема (( W = P \Delta V )), а (\Delta V = 0) при постоянном объеме.
Для идеального газа изохорный процесс описывается уравнением состояния идеального газа:
[ PV = nRT, ]
где:
- ( P ) — давление,
- ( V ) — объем,
- ( n ) — количество вещества в молях,
- ( R ) — универсальная газовая постоянная,
- ( T ) — температура в кельвинах.
Поскольку объем ( V ) остается постоянным, изменение температуры влечет за собой изменение давления. Таким образом, для изохорного процесса можно записать зависимость давления от температуры:
[ \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}, ]
где индексы 1 и 2 обозначают начальное и конечное состояния системы.
При этом количество вещества ( m ) остается постоянным, что также говорит о неизменности числа молей ( n ) в процессе, так как ( n = \frac{m}{M} ), где ( M ) — молярная масса вещества.
Если рассматривать изменение внутренней энергии идеального газа в изохорном процессе, то оно определяется формулой:
[ \Delta U = nC_V\Delta T, ]
где ( C_V ) — молярная теплоёмкость при постоянном объеме.
Таким образом, в рамках изохорного процесса увеличение температуры приводит к увеличению давления, что отображается в линейной зависимости между этими величинами при постоянном объеме.