等圧変換。 ガスの等圧変換

ガスが一定の圧力にある場合、等圧変換が発生します。 たとえば、オープン環境で行われた場合、圧力は変化しない大気圧になるため、変換は等圧になります。

この場合、温度と体積は変化します。 2人の主要な科学者が、等圧変換のこの変動がどのように発生するかを研究しました。 ガスの体積と温度を最初に関連付けたのは1787年のジャックシャルル（1746-1823）で、その後1802年にジョセフゲイルサック（1778-1850）がこの関係を定量化しました。

このようにして、ガスの等圧変換を説明する法則が出現し、チャールズ/ゲイ-リュサック法則として知られるようになりました。 それは次のように述べられています：

「定圧システムでは、ガスの固定質量の体積は温度に正比例します。」

これは、温度を2倍にすると、ガスが占める体積も2倍になることを意味します。 一方、温度を下げると、ガス量も同じ割合で減少します。

これは非常に簡単な実験で見ることができます。 ボトルの首に風船を入れると、一定量の空気が閉じ込められます。 このボトルを氷水に浸すと、風船が収縮します。 さて、お湯に入れると風船がいっぱいになります。

これは、温度が上昇すると、ガス分子の運動エネルギーが増加し、それらが移動する速度も増加するためです。 したがって、ガスが膨張し、ガスが占める体積が増加し、バルーンが膨張します。 温度を下げて冷水に入れると逆になります。

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等圧変換における温度と体積のこの関係は、次の関係によって与えられます。

V = k
T

次のグラフに示すように、「k」は定数です。

V / T比は常に定数を与えることに注意してください。

_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400

したがって、等圧変換について次の関係を確立できます。

V_初期 = V_最後の
T_初期  T_最後の

これは、一定の圧力でガスの温度に変化があった場合、この数式からその体積を知ることができることを意味します。 逆もまた真であり、ガスの体積を知ることで、ガスがどのような温度にあるかを知ることができます。 例を参照してください。

「気体の塊は800cmの体積を占めます³ -23°C、所定の圧力で。 同じ圧力でガス状の塊が1.6Lの体積を占めるときに記録される温度はどれくらいですか？」

解決：

データ：

V_初期 = 800 cm³
T_初期 =-23ºC、273に追加すると250 K（ケルビン）になります
V_最後の = 1.6 L
T_最後の = ?

*まず、ボリュームを同じユニットに残す必要があります。 1dmであることが知られています³ 1リットルに相当します。 1dmのように³ 1000cmと同じです³、1リットル= 1000cmのようです³:

1 L 1000 cm³
x 800 cm³
x = 0.8 L

*ここで、数式の値を置き換えて、最終的な温度値を見つけます：

V_初期 = V_最後の
T_初期  T_最後の
0,8_ = 1,6
250 T_最後の
0.8 T_最後の = 250. 1,6
T_最後の = 400
0,8
T_最後の = 500K

*摂氏スケールに移行すると、次のようになります。

T（K）= T（°C）+ 273
500 = T（°C） + 273
T（°C） = 500 - 273

T（°C）= 227°C

ジェニファー・フォガサ
化学を卒業

学校や学業でこのテキストを参照しますか？ 見てください：

FOGAÇA、ジェニファー・ロシャ・バルガス。 "等圧変換"; ブラジルの学校. で利用可能： https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm. 2021年6月27日にアクセス。

ガス

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