Secondo la Prima Legge della Termodinamica, in ogni processo termodinamico la quantità di calore Q ricevuto da un sistema è pari al lavoro da esso compiuto più la variazione della sua energia interna.
Quando la pressione è costante, il calore scambiato dal sistema con il mezzo esterno viene utilizzato per il lavoro e per modificare l'energia interna. In molte situazioni pratiche, i sistemi sono sottoposti a pressione atmosferica, come nel caso di una reazione chimica. La figura sopra mostra il diagramma PV di questo tipo di processo.
In questo caso, nell'equazione della Prima Legge,
Q=τ+∆U
nessuno dei termini è zero. Il lavoro è scritto in funzione della variazione di volume volumeV, come ad esempio:
=P.∆V
Per il caso particolare di un gas monoatomico ideale, l'energia può essere scritta come segue:
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Pertanto, possiamo scrivere il Primo Principio della Termodinamica in funzione di ΔV:
Il calore scambiato con il fluido è (5/2)P.ΔV, e il 40% del totale – che corrisponde a P.ΔV – viene utilizzato per eseguire lavori; e (3/2)P.ΔV, che corrisponde al 60% del totale, servono ad alterare l'energia interna. Questo risultato è valido per un gas monoatomico ideale.
Il calore è correlato alla variazione di temperatura (usando la legge dei gas ideali) da:
Pertanto, il calore fornito può essere calcolato dalla variazione di temperatura o dalla variazione di volume.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Prima legge per i processi isobarici"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-para-processos-isobaricos.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
