Um processo isobárico é um processo termodinâmico em que o pressão permanece constante. Isso geralmente é obtido permitindo que o volume se expanda ou contrate de forma a neutralizar quaisquer alterações de pressão que seriam causadas por transferência de calor.
O termo isobárico vem do grego iso, significando igual e baros, significando peso.
Em um processo isobárico, normalmente existem energia interna alterar. Trabalhos é feito pelo sistema e o calor é transferido, portanto, nenhuma das quantidades no primeira lei da termodinâmica reduza rapidamente para zero. No entanto, o trabalho a uma pressão constante pode ser facilmente calculado com a equação:
W = p * Δ V
Desde a W é o trabalho p é a pressão (sempre positiva) e ΔV é a mudança de volume, podemos ver que existem dois resultados possíveis para um processo isobárico:
- Se o sistema se expandir (ΔV é positivo), o sistema realiza um trabalho positivo (e vice-versa).
- Se o sistema contrair (ΔV é negativo), então o sistema faz um trabalho negativo (e vice-versa).
Exemplos de processos isobáricos
Se você tem um cilindro com um pistão ponderado e aquece o gás, o gás se expande devido ao aumento de energia. Isto está de acordo com A lei de Charles - o volume de um gás é proporcional à sua temperatura. O pistão ponderado mantém a pressão constante. Você pode calcular a quantidade de trabalho realizado conhecendo a mudança de volume do gás e a pressão. O pistão é deslocado pela mudança no volume do gás enquanto a pressão permanece constante.
Se o pistão fosse fixo e não se movesse à medida que o gás fosse aquecido, a pressão aumentaria em vez do volume do gás. Este não seria um processo isobárico, pois a pressão não era constante. O gás não pôde produzir trabalho para deslocar o pistão.
Se você remover a fonte de calor do cilindro ou mesmo colocá-la no freezer, para perder calor ambiente, o gás encolheria em volume e puxaria o pistão ponderado para baixo, mantendo-o constante pressão. Este é um trabalho negativo, o sistema contrai.
Diagramas isobáricos de processo e fase
Em um diagrama de fases, um processo isobárico apareceria como uma linha horizontal, pois ocorre sob pressão constante. Este diagrama mostra a que temperaturas uma substância é sólida, líquida ou vapor para uma série de pressões atmosféricas.
Processos termodinâmicos
Dentro processos termodinâmicos, um sistema tem uma alteração na energia e resulta em alterações na pressão, volume, energia interna, temperatura ou transferência de calor. Nos processos naturais, muitas vezes mais de um desses tipos estão funcionando ao mesmo tempo. Além disso, os sistemas naturais da maioria desses processos têm uma direção preferida e não são facilmente reversíveis.
- Processo adiabático - nenhuma transferência de calor para dentro ou para fora do sistema.
- Processo isocórico - nenhuma alteração no volume; nesse caso, o sistema não funciona.
- Processo isobárico - sem mudança de pressão.
- Processo isotérmico - nenhuma mudança de temperatura.