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.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
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 saznati 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
Želite li uputiti ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Izobarska transformacija"; Brazil škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm. Pristupljeno 27. lipnja 2021.
Što su plinovi, koja su svojstva plinova, molekularni spojevi, stišljivost, fiksni volumen, kinetička energija srednja vrijednost, apsolutna temperatura plina, idealni plin, stvarni plinovi, savršeni plin, varijable stanja plina, zapremina plina, godišnja doba
Kemija
Gay-Lussac-ovi zakoni, Prustov zakon, Kemijske reakcije, Konstantni udio, mase tvari, čista tvar, analiza kvalitativni i kvantitativni, zakon savršenih plinova, zakon stalnih proporcija, zakon određenih proporcija, zakon volumetrijski.
