Trykkvolum

Trykkvolum er et termodynamisk begrep som beskriver forholdet mellom trykk og volum i en lukket beholder eller et system som inneholder gass eller væske. Tilstanden til et slikt system bestemmes av trykk (P), volum (V) og temperatur (T), og for en ideell gass følger de tre parameterne den klassiske tilstandsligningen PV = nRT. Begrepet brukes ofte i forbindelse med trykk-volum-diagrammer (PV-diagrammer) som viser hvordan trykk og volum varierer under en prosess.

Et PV-diagram er en grafisk representasjon av en prosess i et gassystem. Arealet under kurven i et slikt diagram tilsvarer arbeidet som gjøres av systemet ved en reversibel prosess, beregnet som W = ∫ P dV. Ulike prosesser har karakteristiske former: isobarisk prosess der trykket er konstant, isokor der volumet er konstant og arbeidet er null, isothermal prosess der temperaturen er konstant og P varierer som 1/V, samt adiabatiske prosesser der PV^γ er konstant for et bestemt gamma (konsumert av systemets varme kapasitet).

I praksis brukes trykkvolumkonseptet i termodynamiske sykluser og ingeniøranalyser av motorer, kjølesystemer og hydrauliske kretser. For virkelig gass opptrer avvik fra idealesirkelen på grunn av intermolekylære krefter og volumet til partikler, noe som fører til behov for mer avanserte tilstandsligninger og korrigeringer som kompressibilitetsfaktoren Z eller van der Waals-ligningen.

Kort sagt beskriver trykkvolum hvordan trykk og volum samvirker i et system, og PV-diagrammer gir et praktisk verktøy for å analysere arbeid, energi og effekt i termodynamiske prosesser og sykluser.