समदाब रेखीय परिवर्तन। गैसों का समदाब रेखीय परिवर्तन

एक समदाब रेखीय परिवर्तन तब होता है जब गैस एक स्थिर दाब पर होती है। उदाहरण के लिए, यदि खुले वातावरण में किया जाता है, तो परिवर्तन समदाब रेखीय होगा क्योंकि दबाव वायुमंडलीय दबाव होगा जो नहीं बदलेगा।

इस मामले में, तापमान और मात्रा भिन्न होती है। दो प्रमुख वैज्ञानिकों ने अध्ययन किया है कि आइसोबैरिक परिवर्तनों में यह भिन्नता कैसे होती है। गैसों के आयतन और तापमान को सबसे पहले 1787 में जैक्स चार्ल्स (1746-1823) ने जोड़ा, और फिर, वर्ष 1802 में, जोसेफ गे-लुसाक (1778-1850) ने इस संबंध को निर्धारित किया।

इस प्रकार, एक कानून उभरा जो गैसों के आइसोबैरिक परिवर्तनों की व्याख्या करता है, जिसे चार्ल्स/गे-लुसाक कानून के रूप में जाना जाने लगा। यह इस प्रकार बताया गया है:

"निरंतर दबाव वाले सिस्टम में, गैस के एक निश्चित द्रव्यमान का आयतन तापमान के सीधे आनुपातिक होता है।"

इसका मतलब है कि अगर हम तापमान को दोगुना कर देते हैं, तो गैस का आयतन भी दोगुना हो जाएगा। दूसरी ओर, यदि हम तापमान कम करते हैं, तो गैस का आयतन भी उसी अनुपात में घटेगा।

यह एक बहुत ही सरल प्रयोग में देखा जा सकता है। यदि हम बोतल के गले में गुब्बारा रखते हैं, तो हवा का एक निश्चित द्रव्यमान फंस जाएगा। अगर हम इस बोतल को बर्फ के पानी की कटोरी में डुबो दें, तो गुब्बारा ख़राब हो जाएगा। अब इसे गर्म पानी की कटोरी में डालेंगे तो गुब्बारा भर जाएगा।

ऐसा इसलिए है क्योंकि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, गैस के अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ती है और जिस गति से वे चलते हैं वह भी बढ़ता है। इस प्रकार, गैस फैलती है, इसके आयतन में वृद्धि होती है, और गुब्बारा फुलाता है। इसके विपरीत तब होता है जब हम तापमान कम करते हैं, इसे ठंडे पानी में डालते हैं।

समदाब रेखीय परिवर्तनों में तापमान और आयतन के बीच यह संबंध निम्नलिखित संबंध द्वारा दिया गया है:

वी = के
टी

"के" एक स्थिरांक है, जैसा कि निम्नलिखित ग्राफ में देखा जा सकता है:

ध्यान दें कि V/T अनुपात हमेशा एक स्थिरांक देता है:

_V_ =_२वी_ = _4वी_
100 200 400

इस प्रकार, हम समदाब रेखीय परिवर्तनों के लिए निम्नलिखित संबंध स्थापित कर सकते हैं:

वी_{प्रारंभिक} = वी_{अंतिम}
टी_{प्रारंभिक}  टी_{अंतिम}

इसका अर्थ यह है कि जब स्थिर दाब पर गैस के तापमान में कोई परिवर्तन होता है, तो हम इस गणितीय व्यंजक द्वारा उसका आयतन ज्ञात कर सकते हैं। इसका विपरीत भी सत्य है, गैस का आयतन जानकर हम यह पता लगाते हैं कि यह किस तापमान पर है। एक उदाहरण देखें:

"एक गैसीय द्रव्यमान 800 सेमी. की मात्रा में रहता है³ -23 डिग्री सेल्सियस पर, दिए गए दबाव पर। जब गैसीय द्रव्यमान समान दाब पर 1.6 L का आयतन रखता है तो तापमान क्या दर्ज किया जाता है?"

संकल्प:

डेटा:

वी_{प्रारंभिक} = 800 सेमी³
टी_{प्रारंभिक} = -23 C, 273 में जोड़ने पर हमें 250 K (केल्विन) प्राप्त होता है
वी_{अंतिम} = 1.6 एल
टी_{अंतिम} = ?

* सबसे पहले हमें वॉल्यूम को उसी यूनिट पर छोड़ना होगा। यह ज्ञात है कि 1 डीएम³ 1 लीटर के बराबर। 1 डीएम. की तरह³ 1000 सेमी. के समान है³, ऐसा प्रतीत होता है कि 1 लीटर = 1 000 सेमी³:

1 एल 1000 सेमी³
x ८०० सेमी³
एक्स = 0.8 एल

* अब हम सूत्र मानों को बदलते हैं और अंतिम तापमान मान पाते हैं:

वी_{प्रारंभिक} = वी_{अंतिम}
टी_{प्रारंभिक}  टी_{अंतिम}
0,8_ = 1,6
२५० टी_{अंतिम}
0.8 टी_{अंतिम} = 250. 1,6
टी_{अंतिम} = 400
0,8
टी_{अंतिम} = 500K

* सेल्सियस पैमाने पर चलते हुए, हमारे पास है:

टी (के) = टी (डिग्री सेल्सियस) + 273
500 = टी (डिग्री सेल्सियस) + 273
टी (डिग्री सेल्सियस) = 500 - 273

टी (°C) = 227°C

जेनिफर फोगाका द्वारा
रसायन विज्ञान में स्नातक

स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm