Γνωρίζουμε ότι οι αέριοι μετασχηματισμοί μπορούν να είναι:
ισοχορική
Μετασχηματισμός στον οποίο ο όγκος αερίου παραμένει σταθερός.
ισόθερμος
Μετασχηματισμός στον οποίο η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.
Ισοβαρής
Μετασχηματισμός στον οποίο η πίεση παραμένει σταθερή.
Τώρα ας δούμε μερικές εφαρμογές αυτών των εξισώσεων σε ασκήσεις:
1) (FUVEST - SP) Ένα μη παραμορφώσιμο ερμητικά κλειστό δοχείο περιέχει 10 λίτρα τέλειου αερίου στους 30 ° C, υποστηρίζοντας πίεση 2 ατμοσφαιρών. Η θερμοκρασία του αερίου αυξάνεται μέχρι να φτάσει τους 60 ° C.
α) Υπολογίστε την τελική πίεση αερίου.
β) Σχεδιάστε το γράφημα πίεσης έναντι θερμοκρασίας του περιγραφέντος μετασχηματισμού.
Λύση:
Γράμμα Α)
Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο όγκος του αερίου είναι σταθερός, ο μετασχηματισμός είναι ισοχορικός.
Ετσι,
Αντικαθιστώντας τις τιμές που παρέχονται από το πρόβλημα στην εξίσωση ισοχορικού μετασχηματισμού, έχουμε:
Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η πίεση και η θερμοκρασία είναι άμεσα ανάλογες ποσότητες.
Γράμμα Β)
Από την ανάλυση του προηγούμενου στοιχείου, μπορούμε να σχεδιάσουμε το γράφημα της πίεσης ως συνάρτηση της θερμοκρασίας (πίεση x θερμοκρασία).
2) (FAAP - SP) Στους 27º C, ένα ιδανικό αέριο καταλαμβάνει 500 cm3. Ποιος όγκος θα καταλάβει στους -73ºC, ο μετασχηματισμός είναι ισοβαρικός;
Είναι γνωστό ότι:
Τ1 = 27º C = 300 Κ
Τ2 = -73 ° C = 200Κ
Β1 = 500 εκ3
Β2 = ?
Από τον ισοβαρικό μετασχηματισμό πρέπει:
, έτσι:
Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι, για τον ισοβαρικό μετασχηματισμό, ο όγκος και η θερμοκρασία είναι άμεσα ανάλογες.
3) (UNIMEP - SP) 15 λίτρα δεδομένης αέριας μάζας βρίσκονται σε πίεση 8,0 atm και θερμοκρασία 30 ° C. Όταν υποβάλλεται σε ισοθερμική επέκταση, ο όγκος του γίνεται 20 λίτρα. Ποια θα είναι η νέα πίεση αερίου;
Από τη δήλωση έχουμε:
Β1 = 15 λίτρα
Β2 = 20 λίτρα
Π1 = 8,0 atm
Π2 = ?
T = 30º C = 303 K (σταθερή θερμοκρασία)
Χρησιμοποιώντας την εξίσωση ισοθερμικού μετασχηματισμού, έχουμε:
Σύμφωνα με τον ισοθερμικό μετασχηματισμό, η πίεση και ο όγκος, σε έναν αέριο μετασχηματισμό, είναι αντιστρόφως ανάλογες ποσότητες.
* Σημείωση: Για την επίλυση προβλημάτων που αφορούν μετασχηματισμούς αερίου, πρέπει να χρησιμοποιούμε ΠΑΝΤΑ τη θερμοκρασία στην απόλυτη κλίμακα (Kelvin).
Από τον Kleber Cavalcante
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας
Δείτε περισσότερα!!!
Μετασχηματισμοί αερίου
Δείτε πώς πραγματοποιείται κάθε ένας από τους μετασχηματισμούς.
Θερμολογία - Η φυσικη - Σχολείο της Βραζιλίας
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transformacoes-gasosas-exercicios-resolvidos.htm
