Un proceso isocórico - también llamado proceso isométrico o isovolumétrico - es un proceso termodinámico que ocurre en un volumen constante.
En un proceso isocórico, la presión de un gas ideal es directamente proporcional a su temperatura. En gases reales, la ley de Charles no se cumple.
Las gráficas de este proceso están representadas por líneas llamadas isocoros. Para un gas ideal, son líneas rectas en todos los diagramas que relacionan parámetros: T (temperatura) V (volumen) y P (presión).
Fórmulas del proceso isocórico
Cálculo del trabajo de un proceso isométrico
Un proceso isocórico no produce trabajo debido a que se produce a volumen constante, es decir, ΔV = 0. El proceso no realiza trabajo de presión- volumen, ya que dicho trabajo se define por
W = P·ΔV = P·0
Cálculo de la variación de la energía interna de un proceso isocórico
Aplicando la primera ley de la termodinámica podemos conocer la variación de la energía interna de un sistema termodinámico:
ΔU = Q - W
Como hemos comentado anteriormente, este proceso no realiza ningún trabajo porqué el volumen permanece constante. Por lo tanto, el incremento de energía interna es igual al calor que transfiramos al sistema.
ΔU = Q
Si se usa un gas ideal y la cantidad de gas se mantiene constante, entonces el aumento de energía es proporcional a un aumento de temperatura y presión.
Cálculo del calor liberado de un proceso isovolumétrico
Si consideramos que la cantidad de gas no varía, la variación de energía será directamente proporcional a la variación de temperatura:
Q=n·Cv·ΔT
donde
-
Cv corresponde al calor específico molar a volumen constante.
-
n son los moles de gas.
-
ΔT es la variación de temperatura del proceso.
Ejemplos de procesos isocóricos
Ejemplo en el día a día
Un ejemplo de proceso isocórico en el día a día lo vemos cuando calentamos agua en una olla a presión. Cuando transferimos calor al recipiente, experimentamos un proceso isovolumétrico ya que el incremento de temperatura se realiza a volumen constante.
Si el mismo recipiente estuviese abierto, el vapor de agua se expandiría a manteniendo su presión (atmosférica), por lo tanto sería un proceso isobárico.
Ejemplos en ciclos termodinámicos
En un motor de gasolina, durante las fases de combustión del de la gasolina y la expulsión de los gases se producen dos ejemplos de procesos isocóricos.
En el ciclo de Stirling, también es un ejemplo de proceso isométrico. En este tipo de motor, las fases de calentamiento y enfriamiento del gas se producen a volumen constante.
