Une transformation isochore (ou processus isochore) est une transformation qui se produit à volume contant (V = cte). Ce type de transformation a lieu lorsque le système thermodynamique (dans ce cas un gaz parfait) se trouve dans un récipient avec des parois fixes.
Nous utiliserons le critère de Clausius pour exprimer le Premier Principe de la Thermodynamique:
Où W est le travail fourni par le système sur le milieu extérieur.
Supposons que n moles d’un gaz parfait soient contenues dans un récipient au parois fixes comme celui qui est représenté dans la figure ci-dessous.
Si l’on fourni une certaine quantité de chaleur au gaz, sa température augmentera, car la chaleur qu’il absorbe est proportionnelle à l’augmentation de sa température. La chaleur absorbée par le gaz est donnée par:
Où CV est la capacité thermique molaire à volume constant d’un gaz parfait.
Nous pouvons représenter la transformation isobare dans un diagramme PV:
Comme le volume est constant durant la transformation isochore, le travail fourni par le gaz durant la transformation AB est nul:
Les états A et B sont représentés sur leurs isothermes respectives dans le diagramme PV de la figure précédente. La pression augmentera durant ce processus car la température augmente.
Nous pouvons utiliser le premier principe de la Thermodynamique pour déterminer la variation de l’ énergie interne que subit le gaz et qui sera égale à la quantité de chaleur échangée:
L’énergie interne est une fonction d’état et sa variation est toujours décrite par la même expression, indépendamment de la transformation que subit le gaz.
Si le gaz parfait cédait de la chaleur au milieu extérieur, la transformation isochore aurait lieu dans le sens inverse et par conséquent la température et la pression du gaz diminueraient.
Vous trouverez comment calculer le travail, la chaleur et la variation de l’énergie interne pour les différentes transformations réversibles d’un gaz parfait à partir des liens suivants:
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