Transformação isocórica

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Uma transformação isocórica, também chamada de uma transformação isovolumétrica, ou uma transformação isométrica, é uma transformação termodinâmica que ocorre a volume constante em um sistema fechado, sistema este que permite trocas de energia, mas não de matéria, entre o sistema e sua vizinhança. Um processo isocórico é exemplificado pelo aquecimento ou resfriamento do conteúdo de um recipiente inelástico. O processo termodinâmico é a adição ou remoção de calor, o isolamento dos componentes contidos no recipiente, estabelece o sistema fechado, e a incapacidade do recipiente para deformar impõe a condição de volume constante. O termo deriva da língua grega iso, "igual", e Khora, "lugar".

Formalismo[editar | editar código-fonte]

Uma transformação termodinâmica isocórica é caracterizada pela constante de volume, ou seja,  \Delta V = 0 . Tal transformação não realiza trabalho, uma vez que o trabalho é definido por:

 W = P \Delta V (1)

Onde P é pressão. A convenção de sinal, recomendada atualmente pela IUPAC, é a seguinte:

  • sinal positivo: quando o sistema ganha energia sob forma de trabalho – expansão;
  • sinal negativo: quando o sistema perde energia sob forma de trabalho – compressão.

Para um processo reversível, a primeira lei da termodinâmica se dá pela variação da energia interna :

 dU = dQ - dW (2)

Substituindo - se (1) em (2) temos:

 dU = dQ - P dV (3)

Uma vez que a tranformação é isocórica,  dV = 0 , a equação anterior dá-se agora por:

 dU = dQ (4)

Utilizando a definição de capacidade de calor específico a volume constante,

C_v = dU/dT (5)

e substituindo - se (4) em (5) temos:

dQ = m C_v dT (6)

Integrando ambos os lados:

Q = m\int_a^b \! C_v \, dT (6-1)

Onde a é a temperatura inicial e b temperatura final. Então concluímos que:

Q = m C_v \Delta T\ (6-2)

Em um diagrama de volume x pressão , uma transformação isocórica aparece como uma linha reta vertical. Seu conjugado termodinâmico, uma transformação isobárica apareceria como uma linha reta horizontal.

Processo isocórico no diagrama pressão x volume. Neste diagrama, a pressão aumenta mas o volume permanece constante.

Gás Ideal[editar | editar código-fonte]

Se um gás ideal é utilizado numa transformação isocórica, e a quantidade de gás permanece constante, então o aumento de energia é proporcional a um aumento da temperatura e da pressão. Tome, por exemplo, um gás aquecido num recipiente rígido: a pressão e a temperatura do gás aumentam, mas o volume permanecerá constante.


Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências[editar | editar código-fonte]

  • HALLIDAY, D., RESNICK,R., WALKER, J., Fundamentos de física. 8ª edição, vol. 2, editora LTC.