Las transformaciones de gas son procesos en los que un gas puede tener uno o más de sus parámetros de presión, volumen y temperaturacambió. Hay transformaciones gaseosas especiales en las que al menos una de estas cantidades se mantiene constante.
Los tipos de transformaciones de gas son:
transformación isobárica;
transformación isotérmica;
transformación isovolumétrica;
transformación adiabática.
Vea también:Termología: el estudio de los fenómenos relacionados con el calor y la temperatura.
transformación isoterma
La transformación isotérmica es aquella en la que la la temperatura de un gas permanece constante. En este tipo de transformación, la presión y el volumen soninversamenteproporcional, de modo que al aumentar la presión, el volumen se reduce y viceversa.
Las transformaciones isotérmicas se describen mediante Lhola boyle-mariotte. Según esta ley, el producto entre la presión y el volumen de un gas ideal es constante:
PORI y PORF - presión inicial y final
VI y VF - velocidad inicial y final
K - constante
transformación isobárica
La transformación isobárica se caracteriza por una variación de volumen y temperatura, manteniendo la presión constante. Este tipo de transformación está matemáticamente descrito por la ley de Charles y Gay-Lussac. Durante una transformación isobárica, la temperatura y el volumen son directamente proporcionales, es decir, manteniendo constante la presión de un gas, el volumen ocupado por él aumentará con el aumento de la temperatura del gas. gas.
Ver la fórmula utilizada por Ley de Gay-Lussac:
TI y TF - temperatura inicial y final
De acuerdo con Ley de Gay-Lussac, la relación entre el volumen y la presión de un gas, durante una transformación isobárica, es igual a una constante.
Transformación isovolumétrica
Transformación isovolumétrica, isométrica o isocórica es el nombre del proceso en el que un gas ideal sufre cambios de presión y temperatura, manteniéndose constante el suyo volumen. Este tipo de transformación de gas, que tiene lugar dentro de contenedores de paredes rígidas, se define matemáticamente por la Ley de Charles.
Según esta ley, la relación entre la presión y la temperatura de un gas ideal es siempre constante. Además, en este tipo de transformación, la presión y la temperatura son directamente proporcional: doblando la presión, doblamos la temperatura y viceversa.
La fórmula que describe el comportamiento de los gases ideales durante las transformaciones isovolumétricas es la siguiente:
Lea también: Termodinámica: un área de la física que estudia los fenómenos en los que hay intercambio de calor.
transformación adiabática
Transformación adiabática es el nombre del proceso que sufre un gas que no cambia calor con el ambiente externo o con las paredes de su contenedor. La fórmula que explica matemáticamente el comportamiento de un gas ideal que sufre una transformación adiabática establece que el producto entre la presión y el volumen se elevó a una constante γ es constante.
La constante γ depende de la gradosenlibertad del gas, es decir, el número de direcciones en las que pueden moverse las moléculas de gas. También se puede calcular por la relación entre el calor especifico en presiónconstante y calorespecífico en volumenconstante.
Ejemplos de transformaciones de gas
transformación isoterma - cualquier expansión o contracción lenta de un gas que se produce a temperatura constante.
transformación isobárica - enfriar el gas contenido en una vejiga colocada a enfriar en un frigorífico.
Transformación isovolumétrica - Calentar completamente el vapor de agua confinado en una olla a presión.
transformación adiabática - el gas es expulsado por un aerosol.
Vea también: Calorimetría: fórmulas, conceptos y ejercicios resueltos
Ejercicios resueltos sobre transformaciones de gases
Pregunta 1 - Revise las alternativas a continuación y verifique la respuesta que contiene solo alternativas verdaderas.
I - Las transformaciones isotérmicas son aquellas en las que la temperatura del gas se mantiene constante.
II - Las transformaciones adiabáticas implican intercambio de calor entre el gas y el ambiente externo.
III - La transformación isocórica es aquella en la que la presión del gas se mantiene constante.
IV - Las transformaciones isobáricas ocurren con presión constante.
Son correctos:
a) I y II.
b) I, II y III.
c) II y III.
d) I y IV.
Resolución:
Las alternativas II y III son incorrectas, ya que las transformaciones adiabáticas no implican intercambio de calor y las transformaciones isocóricas son las que ocurren en volúmenes constantes. Por tanto, la alternativa correcta es la letra D.
Pregunta 2 -Un gas ideal sufre una rápida transformación, de modo que su temperatura, presión y volumen sufren cambios repentinos en un corto período de tiempo. Según su conocimiento de las transformaciones de gas, la transformación que sufrió el gas fue:
a) isotérmico.
b) isobárico.
c) adiabático.
d) isovolumétrico.
Resolución:
Las transformaciones adiabáticas ocurren rápidamente, por lo que no hay tiempo para que el gas intercambie calor con el ambiente externo. En este tipo de transformación, los parámetros de presión, volumen y temperatura cambian abruptamente. Por tanto, la alternativa correcta es la letra C.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.htm