Изобарна трансформация се получава, когато газът е под постоянно налягане. Например, ако се извърши в открита среда, трансформацията ще бъде изобарна, тъй като налягането ще бъде атмосферно налягане, което няма да се промени.
В този случай температурата и обемът варират. Двама водещи учени са изследвали как възниква тази вариация в изобарни трансформации. Първият, който свързва обема и температурата на газовете, е Жак Шарл (1746-1823), през 1787 г., а след това, през 1802 г., Джоузеф Гей-Люсак (1778-1850) определя количествено тази връзка.
По този начин се появи закон, който обяснява изобарните трансформации на газове, които станаха известни като Закона на Чарлз / Гей-Люсак. Посочва се, както следва:
„При система с постоянно налягане обемът на фиксирана маса на газ е право пропорционален на температурата.“
Това означава, че ако удвоим температурата, обемът, зает от газа, също ще се удвои. От друга страна, ако намалим температурата, обемът на газа също ще намалее в същата пропорция.
Това може да се види в много прост експеримент. Ако поставим балон в гърлото на бутилка, фиксирана маса въздух ще бъде уловена. Ако потопим тази бутилка в купа с ледена вода, балонът ще се спусне. Сега, ако го поставим в купа с гореща вода, балонът ще се напълни.
Това е така, защото с увеличаване на температурата кинетичната енергия на газовите молекули се увеличава и скоростта, с която те се движат, също се увеличава. По този начин газът се разширява, увеличавайки обема, който заема, и балонът се надува. Обратното се получава, когато понижим температурата, като я поставим в студена вода.
Тази връзка между температурата и обема при изобарни трансформации се дава от следната връзка:
V = k
T
"k" е константа, както може да се види на следната графика:
Имайте предвид, че съотношението V / T винаги дава константа:
_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400
По този начин можем да установим следната връзка за изобарни трансформации:
Vпървоначална = VФинал
Tпървоначална TФинал
Това означава, че когато има някаква промяна в температурата на газа при постоянно налягане, можем да намерим неговия обем, използвайки този математически израз. Вярно е и обратното, знаейки обема на газа, ние откриваме при каква температура е той. Вижте пример:
„Газовата маса заема обем от 800 cm3 при -23 ° C, при дадено налягане. Каква е температурата, регистрирана, когато газообразната маса при същото налягане заема обем от 1,6 L? "
Резолюция:
Данни:
Vпървоначална = 800 см3
Tпървоначална = -23 ºC, като към 273 имаме 250 K (Келвин)
VФинал = 1,6 L
TФинал = ?
* Първо трябва да оставим силата на звука на същата единица. Известно е, че 1 dm3 се равнява на 1 литър. като 1 dm3 е същото като 1000 cm3, изглежда, че 1 литър = 1 000 cm3:
1 L 1000 cm3
х 800 см3
x = 0,8 L
* Сега заместваме стойностите на формулата и намираме крайната стойност на температурата:
Vпървоначална = VФинал
Tпървоначална TФинал
0,8_ = 1,6
250 ТФинал
0.8 TФинал = 250. 1,6
TФинал = 400
0,8
TФинал = 500K
* Преминавайки към скалата на Целзий, имаме:
T (K) = T (° C) + 273
500 = T (° C) + 273
T (° C) = 500 - 273
Т (° С) = 227 ° С
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm
