Wir wissen, dass gasförmige Umwandlungen sein können:
isochor
Transformation, bei der das Gasvolumen konstant bleibt.
isotherm
Transformation, bei der die Temperatur konstant bleibt.
Isobar
Transformation, bei der der Druck konstant bleibt.
Sehen wir uns nun einige Anwendungen dieser Gleichungen in Übungen an:
1) (FUVEST - SP) Ein nicht verformbarer, hermetisch geschlossener Behälter enthält 10 Liter eines perfekten Gases bei 30 °C, das einen Druck von 2 Atmosphären unterstützt. Die Gastemperatur wird erhöht, bis 60°C erreicht sind.
a) Berechnen Sie den endgültigen Gasdruck.
b) Skizzieren Sie das Druck-Temperatur-Diagramm der beschriebenen Transformation.
Lösung:
Buchstabe a)
Da das Gasvolumen konstant ist, ist die Transformation isochor.
So,
Wenn wir die vom Problem bereitgestellten Werte in die isochore Transformationsgleichung einsetzen, haben wir:
Daraus können wir schließen, dass Druck und Temperatur direkt proportionale Größen sind.
Buchstabe b)
Aus der Auflösung des vorherigen Punktes können wir den Graphen des Drucks als Funktion der Temperatur (Druck x Temperatur) skizzieren.
2) (FAAP - SP) Bei 27 °C nimmt ein ideales Gas 500 cm3 ein. Welches Volumen nimmt es bei -73 °C ein, wenn die Umwandlung isobar ist?
Es ist bekannt, dass:
T1 = 27º C = 300 K
T2 = -73°C = 200K
V1 = 500 cm3
V2 = ?
Aus der isobaren Transformation müssen wir:
, also:
Wir können daraus schließen, dass bei der isobaren Transformation Volumen und Temperatur direkt proportional sind.
3) (UNIMEP - SP) 15 Liter einer bestimmten gasförmigen Masse haben einen Druck von 8,0 atm und eine Temperatur von 30°C. Bei einer isothermen Expansion wird sein Volumen 20 Liter. Wie hoch wird der neue Gasdruck sein?
Aus der Aussage haben wir:
V1 = 15 Liter
V2 = 20 Liter
P1 = 8,0 atm
P2 = ?
T = 30º C = 303 K (KONSTANTE TEMPERATUR)
Mit der isothermen Transformationsgleichung haben wir:
Nach der isothermen Umwandlung sind Druck und Volumen bei einer gasförmigen Umwandlung umgekehrt proportionale Größen.
*Hinweis: Um Probleme mit Gasumwandlungen zu lösen, müssen wir IMMER die Temperatur in der absoluten Skala (Kelvin) verwenden.
Von Kleber Cavalcante
Abschluss in Physik
Brasilianisches Schulteam
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Gastransformationen
Sehen Sie, wie jede der Transformationen stattfindet.
Thermologie - Physik - Brasilien Schule
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transformacoes-gasosas-exercicios-resolvidos.htm