Kaasunmuunnokset ovat prosesseja, joissa a kaasua voi olla yksi tai useampi sen parametreista paine, äänenvoimakkuutta ja lämpötilamuuttunut. On olemassa erityisiä kaasumuutoksia, joissa vähintään yksi näistä määristä pidetään vakiona.
Kaasun muunnostyypit ovat:
isobarinen muunnos;
isoterminen muunnos;
isovolumetrinen muunnos;
adiabaattinen muunnos.
Katso myös:Termologia – lämpöön ja lämpötilaan liittyvien ilmiöiden tutkimus
isoterminen muunnos
Isoterminen muunnos on sellainen, jossa kaasun lämpötila pysyy vakiona. Tämän tyyppisessä muodonmuutoksessa paine ja tilavuus ovatkäänteisestisuhteellinen, jotta lisäämällä paine, äänenvoimakkuus pienenee ja päinvastoin.
Isotermisiä muunnoksia kuvataan Lhei boyle-mariotte. Tämän lain mukaan ihanteellisen kaasun paineen ja tilavuuden tulo on vakio:
FORi ja FORf – alku- ja loppupaine
Vi ja Vf – alku- ja loppunopeus
K - vakio
isobarinen muunnos
Isobariselle muunnokselle on tunnusomaista a äänenvoimakkuuden vaihtelu ja lämpötila, pitäen paineen vakiona. Tämän tyyppinen muunnos kuvataan matemaattisesti lailla
Charles ja Gay-Lussac. Isobarisen muunnoksen aikana lämpötila ja tilavuus ovat suoraan verrannollisia, eli säilyminen Kun kaasun paine on vakio, sen käyttämä tilavuus kasvaa kaasun lämpötilan noustessa. kaasua.Katso käyttämä kaava Gay-Lussacin laki:
Ti ja Tf – alku- ja loppulämpötila
Mukaan Gay-Lussacin laki, kaasun tilavuuden ja paineen suhde isobaarisen muunnoksen aikana on yhtä suuri kuin vakio.
Isovolumetrinen muunnos
Isovolumetrinen, isometrinen tai isokorinen muunnos on prosessin nimi, jossa ihanteellinen kaasu muuttuu paineessa ja lämpötilassa ylläpitäen itsensä. vakio sinun äänenvoimakkuutta. Tämän tyyppinen kaasun muunnos, joka tapahtuu jäykeseinäisten säiliöiden sisällä, on matemaattisesti määritelty Charlesin laki.
Tämän lain mukaan ihanteellisen kaasun paineen ja lämpötilan suhde on aina vakio. Lisäksi tämän tyyppisessä muunnoksessa paine ja lämpötila ovat suoraan verrannollinen: kaksinkertaistamalla paineen kaksinkertaistamme lämpötilan ja päinvastoin.
Kaava, joka kuvaa ihanteellisten kaasujen käyttäytymistä isovolumetristen muunnosten aikana, on seuraava:
Lue myös: Termodynamiikka - fysiikan alue, joka tutkii ilmiöitä, joissa tapahtuu lämmönvaihtoa
adiabaattinen muunnos
Adiabaattinen muunnos on a.:n läpikäymän prosessin nimi kaasu, joka ei muutu lämpöä ulkoisen ympäristön tai säiliön seinien kanssa. Kaava, joka selittää matemaattisesti adiabaattisen muunnoksen läpikäyvän ihanteellisen kaasun käyttäytymisen, väittää, että paineen ja tilavuuden tulo nostetaan vakioon γ on vakio.
Vakio γ riippuu astettasisäänvapautta kaasusta eli suuntien lukumäärästä, joissa kaasumolekyylit voivat liikkua. Se voidaan myös laskea välisellä suhteella ominaislämpö sisään painevakio ja lämpöäerityisiä sisään äänenvoimakkuuttavakio.
Esimerkkejä kaasun muunnoksista
isoterminen muunnos – kaasun hidas laajeneminen tai supistuminen, joka tapahtuu vakiolämpötilassa.
isobarinen muunnos – jääkaapissa jäähtymään asetetun rakon sisältämän kaasun jäähdyttäminen.
Isovolumetrinen muunnos – lämmittää painekattilassa suljetun vesihöyryn kokonaan.
adiabaattinen muunnos – kaasua poistuu aerosolisuihke.
Katso myös: Kalorimetria – kaavat, käsitteet ja ratkaistut tehtävät
Ratkaistiin harjoituksia kaasumuunnoksilla
Kysymys 1 - Tarkista alla olevat vaihtoehdot ja tarkista vastaus, joka sisältää vain oikeita vaihtoehtoja.
I – Isotermiset muunnokset ovat sellaisia, joissa kaasun lämpötila pidetään vakiona.
II – Adiabaattiset muunnokset sisältävät lämmönvaihdon kaasun ja ulkoisen ympäristön välillä.
III – Isokoorinen muunnos on sellainen, jossa kaasun paine pidetään vakiona.
IV – Isobaariset muunnokset tapahtuvat vakiopaineella.
Ovat oikein:
a) I ja II.
b) I, II ja III.
c) II ja III.
d) I ja IV.
Resoluutio:
Vaihtoehdot II ja III ovat vääriä, koska adiabaattiset muunnokset eivät sisällä lämmönvaihtoa, ja isokoriset muunnokset ovat niitä, jotka tapahtuvat vakiotilavuuksilla. Näin ollen oikea vaihtoehto on kirjain D.
Kysymys 2 -Ihanteellinen kaasu muuttuu nopeasti niin, että sen lämpötila, paine ja tilavuus muuttuvat äkillisesti lyhyessä ajassa. Kaasun muunnoksia koskevien tietojensa mukaan kaasun läpikäymä muutos oli:
a) isoterminen.
b) isobaarinen.
c) adiabaattinen.
d) isovolumetrinen.
Resoluutio:
Adiabaattiset muutokset tapahtuvat nopeasti, joten kaasulla ei ole aikaa vaihtaa lämpöä ulkoisen ympäristön kanssa. Tämän tyyppisessä muunnoksessa paine-, tilavuus- ja lämpötilaparametrit muuttuvat äkillisesti. Näin ollen oikea vaihtoehto on kirjain C.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.htm