Um processo isocórico ( também chamado isovolumetrico) é um processo termodinâmico que ocorre em volume constante.
Isso significa que o sistema não experimenta mudanças em seu volume durante a transformação.
Relação entre pressão e temperatura
Em um gás ideal, se o volume permanecer constante, é verdade que:
Ou seja, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
Interpretação física:
À medida que a temperatura aumenta, as partículas de gás se movem mais rápido e colidem com mais frequência e intensidade contra as paredes do recipiente, causando um aumento na pressão.
Representação gráfica
Transformações isocóricas são representadas por isochores:
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Em um diagrama P–V → linha vertical (volume constante)
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Em um diagrama P– T, → em linha reta crescente
-
Em um diagrama V– T, → linha horizontal
Trabalho em um processo isocórico
O trabalho em termodinâmica é dado por:
Como neste processo:
Então:
Conclusão:
Um processo isocórico não realiza trabalho mecânico.
Primeira Lei da Termodinâmica
A primeira lei estabelece:
Como não há trabalho:
Interpretação:
Toda a energia transferida na forma de calor é convertida em variação da energia interna do sistema.
Energia interna em um gás ideal
Em um gás ideal:
A energia interna depende exclusivamente da temperatura.
Portanto, qualquer mudança na energia interna implica uma mudança de temperatura.
Calor em um processo isocórico
Se a quantidade de gás permanecer constante, o calor trocado é calculado como:
onde:
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n = número de mols
-
Cv = calor molar específico em volume constante
-
ΔT = variação de temperatura
Exemplos de processos isocóricos
Exemplo ideal
Um gás contido em um recipiente rígido, fechado e não deformável, ao qual é fornecido calor.
Exemplo em termodinâmica aplicada
No ciclo Otto (modelo ideal de motores a gasolina), existem duas transformações isocóricas:
-
Entrada de calor (combustão)
-
Transferência de calor
Comparação com outros processos
| Processo | Magnitude constante | Característica principal |
|---|---|---|
| Isocórico | Volume | Sem trabalho (W = 0) |
| Isotérmico | Temperatura | Energia interna constante |
| Isobárico | Pressão | Trabalho Não Zero |
| Adiabático | Calor (Q = 0) | Sem troca de calor |
Ideia-chave final
Em um processo isocórico:
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O volume não muda
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Nenhum trabalho é feito
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Todo o calor trocado é transformado em energia interna
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Pressão e temperatura estão diretamente relacionadas