重要な機能:
* 一定温度: 最も決定的な特徴。プロセス全体を通して、システムの温度は変更されていません。
* 熱伝達: 一定の温度を維持するために、システムに出入りする熱が流れます。この熱伝達は、他の変数が変化するにつれて温度が一定のままであることを保証するために重要です。
* 作業: システムは機能したり、作業を行ったりすることができます。この作業は、熱伝達と内部エネルギーの変化に関連しています。
* 内部エネルギー: システムの内部エネルギーは、等温プロセス中は一定のままです。温度は一定であるため、分子の平均運動エネルギーに変化はありません。
例:
* 溶融氷: 氷が0°C(32°F)で溶けるとき、それは等温プロセスです。 氷と水の温度は、氷によって熱が吸収されていても、溶けて溶けているにもかかわらず、一定のままです。
* 沸騰したお湯: 100°C(212°F)での沸騰も等温です。 熱は水に継続的に供給されますが、水が液体から蒸気に変化するため、温度は一定のままです。
* 理想的なガスの拡張: 一定の温度を維持しながら真空に拡大する理想的なガスは別の例です。 ガス分子は膨張するにつれて機能し、熱はシステムに流れ込み、温度を維持します。
アプリケーション:
* 冷蔵: 等温プロセスは、一定の温度でシステムから熱が除去される冷凍システムでは重要です。
* 化学反応: 一部の化学反応は一定温度で発生し、等温プロセスになります。
* エンジンサイクル: カルノーサイクルでの等温膨張や圧縮など、特定のエンジンサイクルの一部は、等温プロセスに依存しています。
キー方程式:
理想的なガスの場合、等温プロセスはボイルの法則によって支配されています :
* p₁v₁=p₂v₂
どこ:
*p₁とv₁は初期圧力と体積です
*p₂とv₂は最終的な圧力と体積です
重要な注意:
等温プロセス中は温度が一定のままですが、圧力、体積、エントロピーなどの他の変数が変化する可能性があります。これらの変数間の関係は、特定のシステムとプロセスに依存します。