Η βασική διαφορά μεταξύ της ισοβαρικής και της ισοχωρικής διεργασίας είναι ότι η ισοβαρική διεργασία λαμβάνει χώρα σε σταθερή πίεση ενώ η ισοχωρική διεργασία συμβαίνει σε σταθερό όγκο.
Μια θερμοδυναμική διαδικασία είναι μια χημική ή φυσική διεργασία που λαμβάνει χώρα σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα, η οποία αλλάζει το σύστημα από αρχική σε τελική κατάσταση. Υπάρχουν διάφορες μορφές θερμοδυναμικών διεργασιών. Οι ισοβαρικές και ισοχορικές διεργασίες είναι δύο τέτοιες διαδικασίες.
Τι είναι η Ισοβαρική Διαδικασία;
Μια ισοβαρική διεργασία είναι μια χημική διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα υπό σταθερή πίεση. Επομένως, η μεταβολή της πίεσης ή ΔP είναι μηδέν. Συνήθως, το σύστημα διατηρεί την πίεση σταθερή επιτρέποντας την αλλαγή του όγκου του συστήματος. μπορεί να είναι είτε διαστολή είτε συστολή. Αυτή η αλλαγή στον όγκο μπορεί να εξουδετερώσει τις αλλαγές στην πίεση που μπορεί να προκύψουν λόγω μεταφοράς θερμότητας μεταξύ του συστήματος και του περιβάλλοντος χώρου.
Εικόνα 01: Η εργασία που έγινε σε μια ισοβαρική διαδικασία (κίτρινη περιοχή)
Τυπικά, σε μια ισοβαρή διαδικασία, η εσωτερική ενέργεια (U) αλλάζει. Επομένως, η εργασία (W) γίνεται από το σύστημα κατά τη μεταφορά θερμότητας. Μπορούμε να υπολογίσουμε το έργο σε σταθερή πίεση χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση.
W=P∆V
Εδώ, το W είναι έργο, το P είναι η πίεση και το ∆V είναι η μεταβολή του όγκου. Έτσι, εάν η μεταφορά θερμότητας προκαλεί την επέκταση του όγκου του συστήματος, τότε το σύστημα κάνει θετική εργασία ενώ εάν η μεταφορά θερμότητας προκαλεί συστολή του όγκου του συστήματος, τότε το σύστημα κάνει αρνητική εργασία.
Τι είναι η Ισοχωρική Διαδικασία;
Η ισοχορική διεργασία είναι μια χημική διεργασία που λαμβάνει χώρα σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα υπό σταθερό όγκο. Επομένως, δεν υπάρχει αλλαγή στον όγκο. Το ΔV είναι μηδέν. Δεδομένου ότι ο όγκος παραμένει σταθερός, η εργασία που γίνεται από το σύστημα είναι μηδέν. έτσι το σύστημα δεν λειτουργεί. Τις περισσότερες φορές, αυτή είναι η πιο εύκολη θερμοδυναμική μεταβλητή στον έλεγχο. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε ένα σφραγισμένο δοχείο που ούτε διαστέλλεται ούτε συστέλλεται.
Εικόνα 02: Ισοχωρική διαδικασία
Η εσωτερική ενέργεια του θερμοδυναμικού συστήματος αλλάζει ανάλογα με τη μεταφορά θερμότητας. Ωστόσο, όλη η θερμότητα που μεταφέρεται είτε αυξάνει είτε μειώνει την εσωτερική ενέργεια. Εφόσον το ∆V είναι μηδέν, η εργασία που γίνεται από το σύστημα (ή η εργασία που γίνεται στο σύστημα) είναι επίσης μηδέν. Αν U είναι η εσωτερική ενέργεια και Q είναι η θερμότητα που μεταφέρεται, ∆U=Q
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ισοβαρικής και Ισοχωρικής Διαδικασίας;
Η ισοβαρική διεργασία είναι μια χημική διεργασία που λαμβάνει χώρα σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα υπό σταθερή πίεση, ενώ η ισοχωρική διαδικασία είναι μια χημική διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα υπό σταθερό όγκο. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της ισοβαρικής και της ισοχωρικής διαδικασίας. Σημαίνει ότι η πίεση του θερμοδυναμικού συστήματος παραμένει αμετάβλητη κατά τη διάρκεια μιας ισοβαρικής διεργασίας ενώ η πίεση μεταβάλλεται ανάλογα σε μια ισοχωρική διαδικασία. Εκτός αυτού, ο όγκος του θερμοδυναμικού συστήματος αλλάζει κατά τη διάρκεια μιας ισοβαρικής διεργασίας ενώ ο όγκος παραμένει σταθερός κατά τη διάρκεια μιας ισοχωρικής διαδικασίας. Ωστόσο, και στις δύο διαδικασίες, η εσωτερική ενέργεια του συστήματος αλλάζει. Αλλά σε αντίθεση με την ισοβαρική διαδικασία, κατά τη διάρκεια μιας ισοχωρικής διαδικασίας, όλη η θερμότητα που μεταφέρεται είτε μετατρέπεται σε εσωτερική ενέργεια είτε προέρχεται από εσωτερική ενέργεια.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη διαφορά μεταξύ ισοβαρικής και ισοχωρικής διεργασίας σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Ισοβαρική εναντίον Ισοχωρικής Διαδικασίας
Τόσο οι ισοβαρικές όσο και οι ισοχωρικές διεργασίες είναι θερμοδυναμικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε θερμοδυναμικά συστήματα διατηρώντας μια παράμετρο σταθερή. Επομένως, η διαφορά μεταξύ της ισοβαρικής και της ισοχωρικής διεργασίας είναι ότι η ισοβαρική διεργασία συμβαίνει σε σταθερή πίεση ενώ η ισοχωρική διεργασία συμβαίνει σε σταθερό όγκο.
