טרנספורמציה איזוברית מתרחשת כאשר הגז נמצא בלחץ קבוע. לדוגמא, אם נעשה בסביבה פתוחה, השינוי יהיה איזוברי מכיוון שהלחץ יהיה לחץ אטמוספרי שלא ישתנה.
במקרה זה הטמפרטורה והנפח משתנים. שני מדענים מובילים בחנו כיצד מתרחשת שונות זו בתמורות איזובריות. הראשון שהתייחס לנפח והטמפרטורה של הגזים היה ז'אק צ'רלס (1746-1823), בשנת 1787, ואז, בשנת 1802, ג'וזף גיי-לוסק (1778-1850) כימת את הקשר הזה.
לפיכך, נוצר חוק המסביר את התמורות האיזובריות של גזים, אשר נודע בכינוי חוק צ'רלס / גיי-לוסאק. נאמר כדלקמן:
"במערכת עם לחץ קבוע, נפח המסה הקבועה של גז הוא ביחס ישר לטמפרטורה."
המשמעות היא שאם נכפיל את הטמפרטורה, גם הנפח שתופס הגז יוכפל. מצד שני, אם נפחית את הטמפרטורה, נפח הגז יקטן גם הוא באותו הפרופורציה.
ניתן לראות זאת בניסוי פשוט מאוד. אם נניח בלון בצוואר הבקבוק, תילכד מסת אוויר קבועה. אם נטבול את הבקבוק הזה בקערת מי קרח, הבלון יתפוגג. עכשיו, אם נכניס אותו לקערת מים חמים, הבלון יתמלא.
הסיבה לכך היא שככל שהטמפרטורה עולה, האנרגיה הקינטית של מולקולות הגז גדלה וגם המהירות בה הן נעות גדלה. כך, הגז מתרחב, מגדיל את הנפח שהוא תופס, והבלון מתנפח. ההפך מתרחש כאשר אנו מורידים את הטמפרטורה ומכניסים אותה למים קרים.
קשר זה בין טמפרטורה ונפח בתמורות איזובריות ניתן על ידי הקשר הבא:
ו = k
ט
"k" הוא קבוע, כפי שניתן לראות בגרף הבא:
שים לב שיחס V / T תמיד נותן קבוע:
_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400
לפיכך, אנו יכולים לבסס את הקשר הבא לשינויים איזובריים:
והתחלתי = וסופי
טהתחלתי טסופי
פירוש הדבר שכאשר יש שינוי כלשהו בטמפרטורת הגז בלחץ קבוע, אנו יכולים לגלות את נפחו באמצעות ביטוי מתמטי זה. ההפך הוא הנכון גם, בידיעת נפח הגז, נגלה באיזו טמפרטורה הוא נמצא. ראה דוגמה:
"מסה גזית תופסת נפח של 800 ס"מ3 ב -23 מעלות צלזיוס, בלחץ נתון. מה הטמפרטורה שנרשמה כאשר המסה הגזית, באותו לחץ, תופסת נפח של 1.6 ליטר? "
פתרון הבעיה:
נתונים:
והתחלתי = 800 ס"מ3
טהתחלתי = -23 ºC, להוסיף ל 273 יש לנו 250 K (קלווין)
וסופי = 1.6 ליטר
טסופי = ?
* ראשית עלינו להשאיר את עוצמת הקול באותה יחידה. ידוע כי 1 ד"מ3 שווה לליטר 1. כמו 1 ד"מ3 זהה ל 1000 ס"מ3, נראה כי 1 ליטר = 1 000 ס"מ3:
1 ליטר 1000 ס"מ3
x 800 ס"מ3
x = 0.8 ליטר
* כעת אנו מחליפים את ערכי הנוסחה ומוצאים את ערך הטמפרטורה הסופי:
והתחלתי = וסופי
טהתחלתי טסופי
0,8_ = 1,6
250 טסופי
0.8 טסופי = 250. 1,6
טסופי = 400
0,8
טסופי = 500K
* מעבר לסולם צלזיוס, יש לנו:
T (K) = T (° C) + 273
500 = T (° C) + 273
T (° C) = 500 - 273
T (° C) = 227 ° C
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm
