İzokorik süreç

Termodinamikte izovolümetrik süreç veya izometrik süreç olarak da adlandırılan izokorik süreç kapalı sistem hacminin sabit kalması demektir. İzokorik bir süreç, kapalı, elastik olmayan bir kabın içeriğinin ısıtılması veya soğutulması ile örneklendirilebilir. Kapalı sistem kabın içeriğinin dışarıya karşı izole olmasıdır. Kap deforme olmaz ve hacmi termodinamik süreç boyunca sabit kalırsa bu bir izokorik süreç örneğidir.

Formülasyon

Bir izokorik termodinamik süreç sabit hacim ile tanımlanır. (ΔV = 0). Bu süreçte basınç-hacim değişimi işi yapmaz çünkü böyle bir iş şu formül ile tanımlanır: $$W=P\Delta V,$$ Burada P basıncın, W yapılan işin sembolüdür. İşin pozitif işaretli olması ise sistemin çevre üzerinde iş yaptığını gösterir.

Tersine çevrilebilir bir süreç için termodinamiğin birinci yasası sistemin iç enerjisindeki değişimi verir: $$dU=dQ-dW$$

Yapılan işi basınç ve değişen hacim cinsinden yazarsak şunu elde ederiz: $$dU=dQ-P\,dV$$

Süreç izokorik olduğu için, dV = 0, alırsak önceki denklemden şuna ulaşırız: $$dU=dQ$$

Özgül ısı tanımından, c_v = (dQ/dT)/m, gazın kütlesi m olarak alınırsa, şu denkleme ulaşırız: $$dQ=mc_{\mathrm {v} }\,dT$$

T₁ başlangıç, T₂ final sıcaklığı olarak tanımlanarak iki tarafın integrali alınırsa $$\Delta Q\ =m\int _{T_{1}}^{T_{2}}\!c_{\mathrm {v} }\,dT,$$ Bu sonuca ulaşabiliriz: $$\Delta Q\ =mc_{\mathrm {v} }\Delta T$$

Basınç hacim grafiğinde izokorik süreç. Bu grafikte basınç artmasına rağmen hacim sabittir.

Bir basınç hacim diyagramında, izokorik süreç düz bir dikey çizgi olarak görünür. Termodinamik eşleniği olan izobarik süreç ise düz yatay bir çizgi olarak görünür.

İdeal Gaz

İzokorik süreçte bir ideal gaz kullanılırsa ve ideal gaz miktarı sabit kalırsa, enerjideki artış sıcaklık ve basınçtaki artışla orantılıdır. Örneğin esnek olmayan bir kapta ısıtılan bir gazın basıncı ve sıcaklığı artacak, ancak hacmi aynı kalacaktır.

İdeal Otto Çevrimi

İdeal Otto çevrimi, bir içten yanmalı motor aracında benzin-hava karışımının yanmasının anlık olduğu varsayılırsa izokorik bir süreç örneğidir. Hacim aynı kalırken silindir içindeki gazın sıcaklığında ve basıncında bir artış olur.

Etimoloji

"İzokor" ismi ve "izokorik" sıfatı, Yunanca "eşit" anlamına gelen ἴσος (isos) ve "boşluk" anlamına gelen χώρος (khṓros) kelimelerinden türetilmiştir.