Přeměny plynů: druhy, příklady, cvičení

Přeměny plynů jsou procesy, při kterých a plyn může mít jeden nebo více svých parametrů z tlak, objem a teplotazměněno. Existují speciální plynné přeměny, při kterých je alespoň jedna z těchto veličin udržována konstantní.

Typy přeměny plynu jsou:

• izobarická transformace;

• izotermická přeměna;

• izovolumetrická transformace;

• adiabatická transformace.

Viz také:Termologie — studium jevů spojených s teplem a teplotou

izotermická přeměna

Izotermická transformace je taková, při které se teplota plynu zůstává konstantní. V tomto typu transformace, tlak a objem jsouobráceněúměrný, takže zvýšením tlak, hlasitost se sníží a naopak.

Izotermické přeměny popisuje Lahoj boyle-mariotte. Podle tohoto zákona je součin mezi tlakem a objemem ideálního plynu konstantní:

PRO_i a PRO_F – počáteční a konečný tlak

PROTI_i a PROTI_F – počáteční a konečná rychlost

K – konstantní

izobarická přeměna

Izobarická přeměna je charakterizována a kolísání objemu a teplota, udržování konstantního tlaku. Tento typ transformace je matematicky popsán zákonem o

Charles a Gay-Lussac. Při izobarické přeměně jsou teplota a objem přímo úměrné, tedy udržení Pokud je tlak plynu konstantní, objem, který zaujímá, se bude zvětšovat s rostoucí teplotou plynu. plyn.

Viz vzorec, který používá Gay-Lussacův zákon:

T_i a T_F – počáteční a konečná teplota

Podle Gay-Lussacův zákon, poměr mezi objemem a tlakem plynu při izobarické přeměně je roven konstantě.

Izvolumetrická transformace

Izovolumetrická, izometrická nebo izochorická přeměna je název procesu, při kterém ideální plyn podléhá změnám tlaku a teploty, přičemž se sám udržuje konstantní vaše objem. Tento typ přeměny plynu, který se odehrává uvnitř nádob s pevnými stěnami, je matematicky definován Karlův zákon.

Podle tohoto zákona je poměr mezi tlakem a teplotou ideálního plynu vždy konstantní. Dále u tohoto typu přeměny jsou tlak a teplota přímo úměrné: zdvojnásobením tlaku zdvojnásobíme teplotu a naopak.

Vzorec, který popisuje chování ideálních plynů během izovolumetrických transformací, je následující:

Přečtěte si také: Termodynamika — oblast fyziky, která studuje jevy, ve kterých dochází k výměně tepla

adiabatická transformace

Adiabatická transformace je název procesu, kterým prochází a plyn, který se nemění teplo s vnějším prostředím nebo se stěnami jeho nádoby. Vzorec, který matematicky vysvětluje chování ideálního plynu, který prochází adiabatickou transformací, uvádí, že součin mezi tlakem a objemem se zvýšil na konstantní γ je konstantní.

Konstanta γ závisí na stupněvsvoboda plynu, tedy počet směrů, kterými se mohou molekuly plynu pohybovat. Lze jej také vypočítat poměrem mezi specifické teplo v tlakkonstantní a teplocharakteristický v objemkonstantní.

Příklady přeměn plynů

• izotermická přeměna – jakékoli pomalé rozpínání nebo smršťování plynu, ke kterému dochází při konstantní teplotě.

• izobarická přeměna – chlazení plynu obsaženého v měchýři umístěném k chlazení v chladničce.

• Izvolumetrická transformace – úplné zahřátí vodní páry uzavřené v tlakovém hrnci.

• adiabatická transformace – plyn vytlačený aerosolovým sprejem.

Když plyn vychází z rozprašovače, prochází adiabatickou transformací.

Viz také: Kalorimetrie – vzorce, pojmy a řešená cvičení

Řešená cvičení na přeměny plynů

Otázka 1 - Zkontrolujte níže uvedené alternativy a zkontrolujte odpověď, která obsahuje pouze pravdivé alternativy.

I – Izotermické přeměny jsou ty, při kterých je teplota plynu udržována konstantní.

II – Adiabatické přeměny zahrnují výměnu tepla mezi plynem a vnějším prostředím.

III – Izochorická přeměna je taková, při které je tlak plynu udržován konstantní.

IV – Izobarické přeměny se dějí s konstantním tlakem.

Jsou správně:

a) I a II.

b) I, II a III.

c) II a III.

d) I a IV.

Řešení:

Alternativy II a III jsou špatné, protože adiabatické přeměny nezahrnují výměnu tepla a izochorické přeměny jsou ty, které probíhají v konstantních objemech. Správnou alternativou je tedy písmeno D.

Otázka 2 -Ideální plyn prochází rychlou přeměnou, takže jeho teplota, tlak a objem podléhají náhlým změnám v krátkém časovém úseku. Podle jeho znalostí o přeměnách plynu byla přeměna plynu:

a) izotermické.

b) izobarický.

c) adiabatické.

d) izovolumetrické.

Řešení:

Adiabatické přeměny probíhají rychle, takže plyn nemá čas na výměnu tepla s vnějším prostředím. Při tomto typu přeměny se prudce mění parametry tlaku, objemu a teploty. Správnou alternativou je tedy písmeno C.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky 

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.htm