Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist in jedem thermodynamischen Prozess die Wärmemenge Q Die von einem System aufgenommene Arbeit ist gleich der von ihm geleisteten Arbeit plus der Variation seiner inneren Energie.
Bei konstantem Druck wird die vom System mit dem äußeren Medium ausgetauschte Wärme zur Arbeit und zur Veränderung der inneren Energie genutzt. In vielen praktischen Situationen sind Systeme Atmosphärendruck ausgesetzt, wie bei einer chemischen Reaktion. Die obige Abbildung zeigt das PV-Diagramm dieses Verfahrenstyps.
In diesem Fall ist in der Gleichung des ersten Hauptsatzes
Q=τ+∆U
keiner der Terme ist null. Die Arbeit wird als Funktion der Volumenvariation volumeV geschrieben, wie zum Beispiel:
τ=P.∆V
Für den speziellen Fall eines idealen monoatomaren Gases kann die Energie wie folgt geschrieben werden:
Daher können wir den ersten Hauptsatz der Thermodynamik als Funktion von ΔV schreiben:
Die mit dem Medium ausgetauschte Wärme beträgt (5/2)P.ΔV, und 40 % der Gesamtwärme – das entspricht P.ΔV – wird zur Verrichtung von Arbeit verwendet; und (3/2)P.ΔV, was 60% der Gesamtmenge entspricht, werden verwendet, um die innere Energie zu ändern. Dieses Ergebnis gilt für ein ideales monoatomares Gas.
Wärme steht in Beziehung zur Temperaturschwankung (unter Verwendung des idealen Gasgesetzes) durch:
Somit kann die zugeführte Wärme durch die Temperaturänderung oder durch die Volumenänderung berechnet werden.
Von Domitiano Marques
Abschluss in Physik
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-para-processos-isobaricos.htm
