Οι μετασχηματισμοί αερίων είναι διεργασίες κατά τις οποίες α αέριο μπορεί να έχει μία ή περισσότερες από τις παραμέτρους του από πίεση, Ενταση ΗΧΟΥ και θερμοκρασίαάλλαξε. Υπάρχουν ειδικοί αέριοι μετασχηματισμοί στους οποίους τουλάχιστον ένα από αυτά τα μεγέθη διατηρείται σταθερό.
Οι τύποι μετασχηματισμών αερίου είναι:
ισοβαρικός μετασχηματισμός;
Ισόθερμος μετασχηματισμός;
ισοογκομετρικός μετασχηματισμός;
αδιαβατικό μετασχηματισμό.
Δείτε επίσης:Θερμολογία — η μελέτη φαινομένων που συνδέονται με τη θερμότητα και τη θερμοκρασία
ισοθερμικός μετασχηματισμός
Ο ισόθερμος μετασχηματισμός είναι αυτός στον οποίο το η θερμοκρασία ενός αερίου παραμένει σταθερή. Σε αυτόν τον τύπο μετασχηματισμού, πίεση και όγκος είναιαντιστρόφωςαναλογικά, έτσι ώστε αυξάνοντας το πίεση, η ένταση μειώνεται και το αντίστροφο.
Οι ισοθερμικοί μετασχηματισμοί περιγράφονται από μεγάλορε μπόιλ-μαριότ. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, το γινόμενο μεταξύ της πίεσης και του όγκου ενός ιδανικού αερίου είναι σταθερό:
ΓΙΑΕγώ και ΓΙΑφά – αρχική και τελική πίεση
VΕγώ και Vφά – αρχική και τελική ταχύτητα
κ – σταθερό
ισοβαρικός μετασχηματισμός
Ο ισοβαρικός μετασχηματισμός χαρακτηρίζεται από α μεταβολή όγκου και θερμοκρασία, διατηρώντας την πίεση σταθερή. Αυτός ο τύπος μετασχηματισμού περιγράφεται μαθηματικά από το νόμο του Charles και Gay-Lussac. Κατά τη διάρκεια ενός ισοβαρικού μετασχηματισμού, η θερμοκρασία και ο όγκος είναι ευθέως ανάλογα, δηλαδή η διατήρηση σταθερή η πίεση ενός αερίου, ο όγκος που καταλαμβάνει θα αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας του αερίου. αέριο.
Δείτε τον τύπο που χρησιμοποιείται από νόμος Gay-Lussac:
ΤΕγώ και Τφά – αρχική και τελική θερμοκρασία
Σύμφωνα με την Ο νόμος του Gay-Lussac, η αναλογία μεταξύ του όγκου και της πίεσης ενός αερίου, κατά τη διάρκεια ενός ισοβαρικού μετασχηματισμού, είναι ίση με μια σταθερά.
Ισοογκομετρικός μετασχηματισμός
Ισοογκομετρικός, ισομετρικός ή ισοχωρικός μετασχηματισμός είναι το όνομα της διαδικασίας κατά την οποία ένα ιδανικό αέριο υφίσταται αλλαγές στην πίεση και τη θερμοκρασία, διατηρώντας τον εαυτό του συνεχής τα δικα σου Ενταση ΗΧΟΥ. Αυτός ο τύπος μετασχηματισμού αερίου, ο οποίος λαμβάνει χώρα μέσα σε δοχεία με άκαμπτο τοίχωμα, ορίζεται μαθηματικά από το ο νόμος του Καρόλου.
Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η αναλογία μεταξύ πίεσης και θερμοκρασίας ενός ιδανικού αερίου είναι πάντα σταθερή. Επιπλέον, σε αυτόν τον τύπο μετασχηματισμού, η πίεση και η θερμοκρασία είναι ευθέως ανάλογο: διπλασιάζοντας την πίεση διπλασιάζουμε τη θερμοκρασία και το αντίστροφο.
Ο τύπος που περιγράφει τη συμπεριφορά των ιδανικών αερίων κατά τους ισοογκομετρικούς μετασχηματισμούς είναι ο ακόλουθος:
Διαβάστε επίσης: Θερμοδυναμική — ένας τομέας της Φυσικής που μελετά φαινόμενα στα οποία υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας
αδιαβατικό μετασχηματισμό
Αδιαβατικός μετασχηματισμός είναι το όνομα της διαδικασίας που υφίσταται το α αέριο που δεν αλλάζει θερμότητα με το εξωτερικό περιβάλλον ή με τα τοιχώματα του δοχείου του. Ο τύπος που εξηγεί μαθηματικά τη συμπεριφορά ενός ιδανικού αερίου που υφίσταται αδιαβατικό μετασχηματισμό δηλώνει ότι το γινόμενο μεταξύ πίεσης και όγκου αυξάνεται σε σταθερά γ είναι σταθερή.
Η σταθερά γ εξαρτάται από το βαθμούςσεελευθερία του αερίου, δηλαδή τον αριθμό των κατευθύνσεων προς τις οποίες μπορούν να κινηθούν τα μόρια του αερίου. Μπορεί επίσης να υπολογιστεί από την αναλογία μεταξύ των ειδική θερμότητα σε πίεσησυνεχής και θερμότηταειδικός σε Ενταση ΗΧΟΥσυνεχής.
Παραδείγματα μετασχηματισμών αερίου
ισοθερμικός μετασχηματισμός – κάθε αργή διαστολή ή συστολή ενός αερίου που συμβαίνει σε σταθερή θερμοκρασία.
ισοβαρικός μετασχηματισμός – ψύξη του αερίου που περιέχεται σε μια κύστη που τοποθετείται για να κρυώσει σε ψυγείο.
Ισοογκομετρικός μετασχηματισμός – πλήρη θέρμανση των υδρατμών που περιορίζονται σε χύτρα ταχύτητας.
αδιαβατικό μετασχηματισμό – αποβολή αερίου με σπρέι αεροζόλ.
Δείτε επίσης: Θερμιδομετρία – τύποι, έννοιες και λυμένες ασκήσεις
Λυμένες ασκήσεις για μετασχηματισμούς αερίων
Ερώτηση 1 - Ελέγξτε τις παρακάτω εναλλακτικές και ελέγξτε την απάντηση που περιέχει μόνο αληθινές εναλλακτικές.
I – Ισόθερμοι μετασχηματισμοί είναι εκείνοι στους οποίους η θερμοκρασία του αερίου διατηρείται σταθερή.
II – Οι αδιαβατικοί μετασχηματισμοί περιλαμβάνουν ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του αερίου και του εξωτερικού περιβάλλοντος.
III – Ο ισοχωρικός μετασχηματισμός είναι αυτός στον οποίο η πίεση του αερίου διατηρείται σταθερή.
IV – Οι ισοβαρικοί μετασχηματισμοί συμβαίνουν με σταθερή πίεση.
Είναι σωστά:
α) I και II.
β) I, II και III.
γ) II και III.
δ) I και IV.
Ανάλυση:
Οι εναλλακτικές λύσεις II και III είναι λανθασμένες, καθώς οι αδιαβατικοί μετασχηματισμοί δεν περιλαμβάνουν ανταλλαγή θερμότητας και οι ισοχωρικοί μετασχηματισμοί είναι εκείνοι που συμβαίνουν σε σταθερούς όγκους. Έτσι, η σωστή εναλλακτική είναι η γράμμα Δ.
Ερώτηση 2 -Ένα ιδανικό αέριο υφίσταται μια ταχεία μετατροπή, έτσι ώστε η θερμοκρασία, η πίεση και ο όγκος του να υφίστανται ξαφνικές αλλαγές σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σύμφωνα με τις γνώσεις του για τους μετασχηματισμούς αερίων, ο μετασχηματισμός που υφίσταται το αέριο ήταν:
α) ισοθερμική.
β) ισοβαρική.
γ) αδιαβατική.
δ) ισοογκομετρική.
Ανάλυση:
Οι αδιαβατικοί μετασχηματισμοί συμβαίνουν γρήγορα, επομένως δεν υπάρχει χρόνος για το αέριο να ανταλλάξει θερμότητα με το εξωτερικό περιβάλλον. Σε αυτόν τον τύπο μετασχηματισμού, οι παράμετροι πίεσης, όγκος και θερμοκρασίας αλλάζουν απότομα. Έτσι, η σωστή εναλλακτική είναι η γράμμα Γ.
Του Rafael Hellerbrock
Καθηγητής Φυσικής
Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.htm
