Isobar transformation. Isobarisk transformation af gasser

En isobar transformation sker, når gassen har et konstant tryk. For eksempel, hvis det sker i et åbent miljø, vil transformationen være isobar, da trykket vil være atmosfærisk tryk, der ikke vil ændre sig.

I dette tilfælde varierer temperatur og volumen. To førende forskere har undersøgt, hvordan denne variation i isobariske transformationer opstår. Den første til at fortælle volumen og temperatur på gasser var Jacques Charles (1746-1823) i 1787, og derefter, i år 1802, kvantificerede Joseph Gay-Lussac (1778-1850) dette forhold.

Således opstod der en lov, der forklarer de isobare transformationer af gasser, som blev kendt som Charles / Gay-Lussac-loven. Det anføres som følger:

"I et system med konstant tryk er volumenet af en fast masse af en gas direkte proportional med temperaturen."

Det betyder, at hvis vi fordobler temperaturen, fordobles volumenet af gassen også. På den anden side, hvis vi sænker temperaturen, falder gasvolumenet også i samme forhold.

Dette kan ses i et meget simpelt eksperiment. Hvis vi placerer en ballon i halsen på en flaske, fanges en fast luftmasse. Hvis vi dypper denne flaske i en skål isvand, tømmes ballonen. Hvis vi nu lægger den i en skål med varmt vand, fyldes ballonen op.

Dette skyldes, at når temperaturen stiger, øges den kinetiske energi af gasmolekylerne, og den hastighed, hvormed de bevæger sig, også øges. Således ekspanderer gassen, hvilket øger volumenet, den optager, og ballonen pustes op. Det modsatte opstår, når vi sænker temperaturen og lægger den i koldt vand.

Denne sammenhæng mellem temperatur og volumen i isobariske transformationer er givet af følgende forhold:

V = k
T

"k" er en konstant, som det kan ses i følgende graf:

Bemærk, at V / T-forholdet altid giver en konstant:

_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400

Således kan vi etablere følgende forhold for isobariske transformationer:

V_initial = V_Endelig
T_initial  T_Endelig

Dette betyder, at når der er nogen ændring i temperaturen på gassen ved konstant tryk, kan vi finde dens volumen ved hjælp af dette matematiske udtryk. Det modsatte gælder også, idet vi kender gasens volumen, finder vi ud af, hvilken temperatur den er ved. Se et eksempel:

"En gasformig masse optager et volumen på 800 cm³ ved -23 ° C, ved et givet tryk. Hvad registreres temperaturen, når den gasformige masse, ved samme tryk, optager et volumen på 1,6 L? ”

Løsning:

Data:

V_initial = 800 cm³
T_initial = -23 ºC, tilføjelse til 273, vi har 250 K (Kelvin)
V_Endelig = 1,6 l
T_Endelig = ?

* Først skal vi lade lydstyrken være på den samme enhed. Det vides, at 1 dm³ svarer til 1 liter. som en 1 dm³ er det samme som 1000 cm³, ser det ud til, at 1 liter = 1000 cm³:

1 L 1000 cm³
x 800 cm³
x = 0,8 l

* Nu erstatter vi formelværdierne og finder den endelige temperaturværdi:

V_initial = V_Endelig
T_initial  T_Endelig
0,8_ = 1,6
250 T_Endelig
0,8 T_Endelig = 250. 1,6
T_Endelig = 400
0,8
T_Endelig = 500K

* Når vi går til Celsius-skalaen, har vi:

T (K) = T (° C) + 273
500 = T (° C) + 273
T (° C) = 500 - 273

T (° C) = 227 ° C

Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm