συμβαίνει σε μεταμόρφωσηισοχορική όταν μια δεδομένη μάζα αερίου υφίσταται αλλαγές θερμοκρασία που προκαλούν αλλαγές πίεσης ή αντίστροφα, λαμβάνοντας υπόψη ότι η θερμοκρασία και πίεση, σε αυτήν την περίπτωση, είναι άμεσα ανάλογες ποσότητες, ενώ ο όγκος του συστήματος παραμένει αμετάβλητος.
Δείτε επίσης: Τι είναι η μερική πίεση των αερίων;
Τι είναι ένας ισοχορικός μετασχηματισμός;
Ένας ισοχορικός μετασχηματισμός είναι όταν μια αλλαγή στη θερμοκρασία και την πίεση συμβαίνει σε μια δεδομένη μάζα αερίου, αλλά ο όγκος του παραμένει ο ίδιος. Η αλλαγή πίεσης θα είναι ευθέως ανάλογη της θερμοκρασίας, δηλαδή, εάν ένα αέριο, σε ένα ορισμένο κλειστό σύστημα, διπλασιάσει την απόλυτη θερμοκρασία του, αυτό θα προκαλέσει αύξηση της πίεσης στο διπλάσιο από το αρχικά.
Αυτός ο τύπος μετασχηματισμού ονομάζεται επίσης ισοογκομετρική ή ισομετρική. Ο ισοχορικός όρος προέρχεται από τα ελληνικά Ισοχώρα, σε τι ισο σημαίνει "ίσο" και khora σημαίνει "τόπος ή τόμος" (σε αυτό το πλαίσιο).
Παραδείγματα:
Τα ελαστικά ενός αυτοκινήτου υποβάλλονται σε ισοχορική μεταμόρφωση, μπορούμε να το παρατηρήσουμε όταν το κάνουμε
βαθμονόμηση. Τις ζεστές ημέρες, η πίεση που δίνεται στην οθόνη βαθμονόμησης είναι υψηλότερη από ό, τι τις κρύες ημέρες. Αυτό συμβαίνει επειδή, με την αύξηση της θερμοκρασίας, η πίεση αυξάνεται, καθώς ο όγκος παραμένει.
Άλλα παραδείγματα είναι το αποσμητικά ψεκασμού, σε αυτόν τον τύπο προϊόντος υπάρχει προειδοποίηση στην ετικέτα να μην αποθηκεύεται ή να υπόκειται σε υψηλές θερμοκρασίες, επειδή, εκτός από ορισμένες από τις ουσίες του που είναι εύφλεκτες, υπάρχει η κατάσταση του ισοχορικού μετασχηματισμού ή ισοογκομετρική. Καθώς τα αποσμητικά αερολύματος βρίσκονται μέσα σε σφραγισμένη φιάλη και σε αέρια κατάσταση, το μια αύξηση της θερμοκρασίας θα οδηγήσει σε αύξηση της πίεσης και τον κίνδυνο έκρηξης.
Χαρακτηριστικά ενός ισοχωρικού μετασχηματισμού
- Σταθερός όγκος.
- Η πίεση και η θερμοκρασία είναι άμεσα ανάλογες.
Αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να περιγραφούν με τους ακόλουθους τύπους:
Γράφημα μιας ισοχορικής συνάρτησης
Σημειώστε τον ακόλουθο πίνακα που περιγράφει τη συμπεριφορά ενός αερίου σε σχέση με την πίεση, τη θερμοκρασία και την προκύπτουσα σταθερά.
Θερμοκρασία (° C) |
Πίεση (atm) |
P / T = σταθερά |
50 |
5 |
10 |
100 |
10 |
10 |
150 |
15 |
10 |
200 |
20 |
10 |
Σημειώστε ότι η πίεση ακολουθεί την αύξηση της θερμοκρασίας έτσι ώστε ο λόγος Ρ / Τ να παραμένει σταθερός, πράγμα που σημαίνει ότι η πίεση και η θερμοκρασία είναι άμεσα ανάλογες ποσότητες. Επομένως, το γράφημα που περιγράφει ισοχορικούς μετασχηματισμούς είναι γραμμικού τύπου. Κοίτα:
Ποιος ανακάλυψε τον ισοχορικό μετασχηματισμό;
Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) ήταν ο Γάλλος επιστήμονας ο οποίος, μελετώντας τη συμπεριφορά των αερίων σε ένα κλειστό σύστημα για τη δημιουργία ενός θερμομέτρου ακριβείας, ολοκλήρωσε τις μελέτες σχετικά με τις ισοχορικές μεταμορφώσεις.
Ο επιστήμονας Τζόζεφ Λούις Γκέι-Λούσακ (1778-1850) ανέπτυξε επίσης μια μελέτη για την επέκταση και τη συρρίκνωση ενός αερίου συστήματος. Αυτές ήταν ανεξάρτητες αναλύσεις, αλλά επειδή κατέληξαν στο ίδιο συμπέρασμα, διαίρεσαν τις πιστώσεις. Σήμερα ορισμένοι συγγραφείς αναφέρονται στους δύο τελευταίους φυσικούς νόμους των αερίων που εξηγούν το ισοβαρικοί μετασχηματισμοί και ισοχορικά σαν 1ος και 2ος νόμος του Charles-Gay-Lussac.
Δείτε επίσης: Ο ογκομετρικός νόμος του Gay-Lussac
Γυμνάσιαεπιλυθεί
Ερώτηση 1 - (PUC-RJ) Ένα ελαστικό ποδηλάτου βαθμονομείται σε πίεση 4 atm, σε κρύα ημέρα, σε θερμοκρασία 7 ° C. Ο όγκος και η ποσότητα του εγχυόμενου αερίου είναι τα ίδια. Ποια θα είναι η πίεση βαθμονόμησης στο ελαστικό όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 37 ° C;
α) 21,1 atm
β) 4,4 atm
γ) 0,9 atm
δ) 760 mmHg
ε) 2,2 atm
Ανάλυση
Εναλλακτική Α
1ο βήμα: προσδιορίστε το σύστημα και εξαγάγετε τα δεδομένα.
Ισοογκομετρικό σύστημα
P1 = 4 atm
T1 = 7 ° C
T2 = 37 ° C
P2 =?
Χρησιμοποιώντας τον τύπο:
7 x P2 = 37 x 4
P2 = 148/7
P2 = 21,14 atm
Ερώτηση 2 - (Unifor-CE) Εξετάστε το παρακάτω σχήμα.
Η πίεση αερίου μέσα στη σύριγγα μπορεί να μειωθεί:
α) τοποθέτηση της σύριγγας σε παγωμένο νερό, διατηρώντας το άκρο κλειστό.
β) συμπίεση του εμβόλου, διατηρώντας το άκρο κλειστό.
γ) τοποθέτηση της σύριγγας σε ζεστό νερό, διατηρώντας το άκρο κλειστό.
δ) άνοιγμα του άκρου και απομάκρυνση του μισού αέρα από τη σύριγγα.
ε) τραβώντας το έμβολο, διατηρώντας το άκρο ανοιχτό.
Ανάλυση
Εναλλακτική Α. Η πίεση ενός αερίου είναι ευθέως ανάλογη με τη θερμοκρασία σε ένα ισοχορικό σύστημα, δηλαδή, χωρίς αλλαγή του όγκου ή της μάζας του αερίου. Όταν υπάρχει μείωση της θερμοκρασίας, θα υπάρξει επίσης μείωση της πίεσης.
Από τη Laysa Bernardes Marques de Araujo
Καθηγητής Χημείας
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isocorica.htm
