등압과정

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등압과정(等壓過程, isobaric process)은 압력이 일정하게 유지되는 열역학 과정이다.

등압과정에서는 계에 전달된 열이 일을 하지만, 또한 계의 내부 에너지도 변화한다.

노란 면적이 한 일을 나타낸다.

열역학 제1법칙에 따라 계가 한(by the system) 일이고, 는 내부 에너지, 는 열이다.[1] 닫힌 계에서의 압력-부피 일은 다음과 같이 정의된다.

는 전체 과정 동안의 변화, 는 미분을 나타낸다. 압력이 일정하므로 상기 식은 다음과 같이 다시 쓰일 수 있다.

.

이상기체 상태 방정식을 적용하면 식은

이 되며 기체의 양이 일정하게 유지된다는 것을 시사한다. 예컨대 화학반응이 일어날 때 상전이가 일어나지 않는 경우가 그러하다. 에너지 등분배법칙에 따르면 내부 에너지 변화는 계의 온도에 다음과 같이 유관하다.

,

이때 는 어떤 일정한 부피의 비열이다.

마지막 두 방정식을 첫 방정식으로 나눠 버리면 다음과 같다.

,

이때 는 어떤 일정한 압력에서의 비열이다.

각주[편집]

  1. 《Hyperphysics: First Law of Thermodynamics》 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/firlaw.html.  |제목=이(가) 없거나 비었음 (도움말)