فرایند هم فشار

{isobaric process} [شیمی، فیزیک، مهندسی بسپار] فرایندی ترمودینامیکی که در فشار ثابت اتفاق می افتد

در ترمودینامیک، فرآیند هم فشار یا فرآیند ایزوباریک فرآیندی است، که در آن فشار سیستم ثابت می ماند: Δ p = 0. گرمای منتقل شده به سیستم کار انجام می دهد. این گرمای منتقل شده، انرژی داخلی ( U ) سیستم را نیز تغییر می دهد.
در این مقاله از قرارداد علامت فیزیکی برای کار استفاده می شود. طبق این قرارداد، کار مثبت توسط سیستم انجام می شود. با استفاده از این قرارداد، طبق قانون اول ترمودینامیک:
Q = Δ U + W  
در این فرمول W کار است، U انرژی درونی است و Q گرما است. کار انجام شده توسط سیستم بسته، به صورت زیر تعریف می شود:
W = ∫ p d V
در روابط d نشان دهنده دیفرانسیل است، درحالی که Δ به معنای تغییر در کل فرآیند است. از آنجا که فشار ثابت است:
W = − p Δ V
با استفاده از قانون گازهای ایده آل، رابطه ی زیر به دست می آید:
W = − n R Δ T
R نشان دهنده ثابت گازها و n نشان دهنده مقدار ماده است. فرض می شود که n در طی فرآیند ثابت باقی می ماند. ( به عنوان مثال، هیچ انتقال فاز در طی واکنش شیمیایی وجود ندارد ) با توجه به قضیه همپاری، تغییر در انرژی داخلی توسط رابطه ی زیر، به دمای سیستم مربوط می شود.
Δ U = n c V , m Δ T
به طوری که c V , m، ظرفیت گرمایی مولی در یک حجم ثابت است.
جایگزینی دو معادله آخر در اولین معادله، معادله های زیر را تولید می کند:
Q = n c V , m Δ T + n R Δ T  
Q = n Δ T ( c V , m + R )
Q = n Δ T c P , m
که در آن c p ظرفیت گرمایی مولی در فشار ثابت است.
برای یافتن ظرفیت گرمایی مولی ویژه گاز درگیر، معادلات زیر برای هر گاز عمومی که از نظر کالری کامل باشد، اعمال می شود. خاصیت γ، شاخص آدیاباتیک یا نسبت ظرفیت گرمایی نامیده می شود. برخی از منابع منتشر شده ممکن است به جای γ از k استفاده کنند.
گرمای ویژه مولی فرآیند هم حجم:
c V = R γ − 1
گرمای ویژه مولی هم فشار:
c p = γ R γ − 1
مقادیر γ برای گازهای دواتمی مانند هوا و اجزای اصلی آن γ = 7 5 و برای گازهای تک اتمی مانند گازهای نجیب γ = 5 3 است. فرمول های مربوط به گرماهای ویژه در این موارد خاص به این صورت است:
تک اتمی:

💡 پرندگانی که در جزایر منزوی اقیانوسی که بدون شکارچیان زمینی مستقر می‌شوند، ممکن است در طول تکامل توانایی پرواز را از دست بدهند. یکی از این نمونه‌ها باکلان بی‌پرواز است که بومی جزایر گالاپاگوس است. این فرایند هم اهمیت پرواز در دوری از شکارچیان و هم تقاضای شدید آن برای انرژی را نشان می‌دهد.

💡 اما در موارد به نسبت نادری نیز این جهش‌ها سودمند هستند. برخی از این جهش‌ها به جانوران در رقابت با دیگران برتری می‌دهند. در این گونه موارد، افرادی که دارای ژن‌های جهش یافته هستند باقی می‌مانند و افرادی که فاقد آن‌ها هستنند از میان خواهند رفت. این فرایند هم علت تغییرات جزئی در درونِ یک گونهٔ معین و هم بسیاری از تغییرات عمده‌ای را که منجر به از بین رفتن کامل یک گونه می‌شود توضیح می‌دهد.

💡 سنگ زنی به روش تخلیه الکتریکی یک فرایند فرسایش با جرقه الکتریکی است که برای ماشین کاری دقیق قطعات هادی یا نیمه هادی الکتریکی استفاده می‌شود. اگر چه اصول این فرایند همان اسپارک معمولی است، ولی تفاوت‌هایی وجود دارد که آن را به عنوان یک فرایند منحصر به فرد نشان می‌دهد.

💡 مویک یا پیلی: به دو صورت جنسی و چسبنده وجود دارد و در عمل تحرک، بی‌تأثیر است. پیلی در حقیقت به باکتری‌های دیگر می‌چسبد این اندامک باکتری باعث انتقال آن و اشتراک‌گذاری و انتقال دی‌ان‌ای باکتری‌ها طی فرایند هم‌یوغی باکتریایی است.

💡 این سامانه در خودروها برای القای اجباری موتور درون‌سوز (توربوشارژر و سوپرشارژر) برای سنجیدن کارایی حجمی سیال و افزایش چگالی در یک فرایند هم‌فشار استفاده می‌شود.