El proceso isocorico, al cual también se le llama proceso isométrico o isobolumétrico, está definido como aquel proceso termodinámico en el cual el volumen siempre está constante, lo cual implica que el proceso no realiza ningún trabajo presión-volumen.

Dentro de los cálculos del proceso están los siguientes:

  • Calculo del trabajo (W): debido a que no hay desplazamiento, el trabajo que ha sido realizado por el gas en su totalidad, es anulado.
  • Calculo de la variación de la energía interna (AU): si se aplica la primera ley de la termodinámica, se puede deducir que AU representa el cambio de la energía interna del sistema. Esto significa que para un proceso isocorico, que se encuentre a volumen constante, todo el calor que se pueda transferir al sistema llegará aumentar su energía interna.
  • Cálculo del valor entregado: en el caso de que la cantidad de gas llegue a permanecer constante, el incremento de la energía será directamente proporcional al incremento de temperatura, representada por el calor específico molar a volumen constante.

El proceso isocórico. Caracteres

Para realizar un proceso isocórico usando un gas o líquido, solamente es necesario calentar (enfriar) una determinada sustancia en un recipiente, cuyo volumen no cambia.

En este proceso, la presión de un gas ideal va a ser directamente proporcional a su temperatura. Es importante destacar que, en los gases reales, la ley de Charles no se cumple.

Los gráficos generalmente se representan por unas líneas denominadas isocoros. Cuando se trata de un gas ideal, son líneas rectas en todos los diagramas que logran relacionar parámetros: T (temperatura), V (volumen) y P (presión).

El proceso isocorico y su termodinámica

Cuando se habla, de un proceso cuasi estático termodinámico isocorico, este se caracteriza porque tiene un volumen constante. Es decir, el proceso no efectúa ningún trabajo de presión-volumen, ya que este se encuentra definido a través de la convección de signos donde el sistema realiza un trabajo positivo dentro del entorno.

Cuando el proceso no es cuasi estático, tal vez el trabajo se pueda efectuar en un proceso termodinámico que posea volumen constante. Si se tratara de un proceso reversible, la primera ley de la termodinámica tiende a dar el cambio en la energía interna del sistema, procediendo a reemplazar el trabajo con un cambio de volumen.

Debido a que el proceso es isocrórico, dV es igual a 0. Si se llegara a usar la definición de la capacidad calorífica específica a volumen constante, la integración de ambos lados sería: donde c v representa la capacidad calorífica específica a volumen constante, t1vendria siendo la temperatura inicial y t2 sería la temperara final.

Por ello, el proceso isocórico en el diagrama de volumen de presión, esta tiende a aumentar aunque el volumen permanezca constante.

Cuando se trata de un diagrama de volumen de presión, el proceso isocorico tiende aparecer como una línea vertical recta. En cuanto a su conjugado termodinámico, el proceso isobárico pudiera llegar aparecer como una línea horizontal recta.

Gas ideal

En el caso de que se use un gas ideal en un proceso isocorico, manteniéndose constante la cantidad de gas, el aumento de energía va ser proporcional a un aumento de presión y temperatura.

Un ejemplo a tomar, pudiera ser un gas calentado en un recipiente rígido, la temperatura y la presión del gas aumentaría, pero el volumen seguirá siendo el mismo.

Si usáramos un ciclo Otto Ideal, el cual tiende a reproducirse casi siempre en un motor de combustión interna de gasolina, los pasos señalados 2-3 y 4-1 son considerados procesos isocoricos, ya que el trabajo efectuado a la salida del motor va ser igual a la diferencia en el trabajo que llegará a producir el gas sobre el pistón, durante el tercer ciclo, debido al trabajo que el pistón dedica a la compresión de gas, este se produce durante el segundo ciclo.

En el llamado ciclo de Stirling, también existen dos medidas isocoricas, y para lograr su implementación se le ha agregado al motor Stirling un regenerador. Esto significa, que el gas que pasa a través del relleno en una establecida dirección, emite calor del fluido de trabajo al regenerador.

Y si este llegara a moverse en la otra dirección, lo devuelve al tema relacionado con el trabajo. Dejando constar que el ciclo considerado ideal de Stirling alcanza la reversibilidad, así como también los valores de eficiencia que posee el ciclo de Carnot.