Do izobarne transformacije dolazi kada je plin pod stalnim tlakom. Na primjer, ako se radi u otvorenom okruženju, transformacija će biti izobarna jer će tlak biti atmosferski tlak koji se neće mijenjati.
U tom se slučaju temperatura i volumen razlikuju. Dva vodeća znanstvenika proučavala su kako se događa ta varijacija u izobarnim transformacijama. Prvi koji je povezao volumen i temperaturu plinova bio je Jacques Charles (1746.-1823.), 1787. godine, a zatim je 1802. godine Joseph Gay-Lussac (1778.-1850.) Kvantificirao ovaj odnos.
Tako se pojavio zakon koji objašnjava izobarne transformacije plinova, koji su postali poznati kao Charles / Gay-Lussac zakon. Navodi se kako slijedi:
"U sustavu s konstantnim tlakom, volumen fiksne mase plina izravno je proporcionalan temperaturi."
To znači da ako udvostručimo temperaturu, udvostručit će se i volumen koji zauzima plin. S druge strane, ako smanjimo temperaturu, volumen plina također će se smanjiti u istom omjeru.
To se može vidjeti u vrlo jednostavnom eksperimentu. Ako balon stavimo u grlo boce, zarobit će se fiksna masa zraka. Ako ovu bocu umočimo u posudu s ledenom vodom, balon će se ispuhati. Sad, ako ga stavimo u posudu s vrućom vodom, balon će se napuniti.
To je zato što se s porastom temperature povećava kinetička energija molekula plina, a povećava se i brzina kojom se kreću. Dakle, plin se širi, povećavajući zapreminu koju zauzima, a balon se napuhuje. Suprotno se događa kada spuštamo temperaturu, stavljajući je u hladnu vodu.
Ovaj odnos temperature i volumena u izobarnim transformacijama dat je sljedećim odnosom:
V = k
T
"k" je konstanta, kao što se može vidjeti na sljedećem grafikonu:
Imajte na umu da omjer V / T uvijek daje konstantu:
_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400
Dakle, možemo uspostaviti sljedeći odnos za izobarne transformacije:
Vpočetni = VKonačno
Tpočetni TKonačno
To znači da kad dođe do bilo kakve promjene temperature plina pri stalnom tlaku, pomoću ovog matematičkog izraza možemo pronaći njegov volumen. Tačno je i suprotno, znajući zapreminu plina, saznajemo na kojoj je temperaturi. Pogledajte primjer:
"Plinovita masa zauzima volumen od 800 cm3 na -23 ° C, pri zadanom tlaku. Koja je temperatura zabilježena kada plinovita masa pod istim tlakom zauzima volumen od 1,6 L? "
Rješenje:
Podaci:
Vpočetni = 800 cm3
Tpočetni = -23 ºC, dodajući na 273 imamo 250 K (Kelvina)
VKonačno = 1,6 L
TKonačno = ?
* Prvo moramo ostaviti glasnoću na istoj jedinici. Poznato je da 1 dm3 jednako je 1 litri. poput 1 dm3 je isto što i 1000 cm3, čini se da je 1 litra = 1 000 cm3:
1 L 1000 cm3
x 800 cm3
x = 0,8 L
* Sada zamjenjujemo vrijednosti formule i pronalazimo konačnu vrijednost temperature:
Vpočetni = VKonačno
Tpočetni TKonačno
0,8_ = 1,6
250 TKonačno
0,8 TKonačno = 250. 1,6
TKonačno = 400
0,8
TKonačno = 500K
* Prelazeći na Celzijevu ljestvicu, imamo:
T (K) = T (° C) + 273
500 = T (° C) + 273
T (° C) = 500 - 273
T (° C) = 227 ° C
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm
