იზობარული გარდაქმნა ხდება მაშინ, როდესაც გაზს აქვს მუდმივი წნევა. მაგალითად, თუკი ღია გარემოში გაკეთდება, ტრანსფორმაცია იქნება იზობარული, რადგან წნევა იქნება ატმოსფერული წნევა, რომელიც არ შეიცვლება.
ამ შემთხვევაში, ტემპერატურა და მოცულობა განსხვავდება. ორმა წამყვანმა მეცნიერმა შეისწავლა, თუ როგორ ხდება იზობარული გარდაქმნების ეს ცვლილება. პირველი, ვინც გაზების მოცულობასა და ტემპერატურას დაუკავშირა, იყო ჟაკ ჩარლზი (1746-1823), 1787 წელს, შემდეგ კი, 1802 წელს, ჯოზეფ გეი-ლუსაკმა (1778-1850) შეაფასა ეს ურთიერთობა.
ამრიგად, გაჩნდა კანონი, რომელიც ხსნის გაზების იზობარულ გარდაქმნებს, რომელიც ცნობილი გახდა, როგორც ჩარლზ / გეი-ლუსაკის კანონი. ნათქვამია შემდეგნაირად:
”მუდმივი წნევის სისტემაში აირის ფიქსირებული მასის მოცულობა პირდაპირპროპორციულია ტემპერატურისა”.
ეს ნიშნავს, რომ თუ ტემპერატურას გავაორმაგებთ, გაზით დაკავებული მოცულობაც გაორმაგდება. მეორეს მხრივ, თუ შევამცირებთ ტემპერატურას, აირის მოცულობაც იმავე პროპორციით შემცირდება.
ეს ჩანს ძალიან მარტივ ექსპერიმენტში. თუ ბუშტის კისერზე მოვათავსებთ ბუშტს, ფიქსირდება ჰაერის მასა. თუ ამ ბოთლს ყინულის წყლის თასში ჩავყრით, ბუშტი განიცდის. ახლა, თუ ცხელ წყალში ჩავყრით, ბურთით ივსება.
ეს იმიტომ ხდება, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად აირის მოლეკულების კინეტიკური ენერგია იზრდება და მათი მოძრაობის სიჩქარეც იზრდება. ამრიგად, გაზი ფართოვდება, ზრდის მის მიერ დაკავებულ მოცულობას და ბუშტი იბერავს. პირიქით ხდება, როდესაც ტემპერატურას ვამცირებთ, მას ცივ წყალში ვდებთ.
იზობარულ გარდაქმნებში ტემპერატურასა და მოცულობას შორის ეს კავშირი მოცემულია შემდეგი მიმართებით:
ვ = კ
თ
"კ" არის მუდმივი, როგორც ჩანს შემდეგ გრაფაში:
გაითვალისწინეთ, რომ V / T თანაფარდობა ყოველთვის იძლევა მუდმივას:
_ ვ_ =_2V_ = _4V_
100 200 400
ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია დავამყაროთ შემდეგი ურთიერთობა იზობარული გარდაქმნებისათვის:
ვსაწყისი = ვფინალი
თსაწყისი თფინალი
ეს ნიშნავს, რომ მუდმივი წნევის დროს აირის ტემპერატურაში რაიმე ცვლილების შეტანისას, ამ მათემატიკური გამოხატვის საშუალებით შეგვიძლია გავერკვიოთ მისი მოცულობის შესახებ. პირიქითაც არის მართალი, გაზის მოცულობის ცოდნით ვიგებთ რა ტემპერატურაზეა იგი. იხილეთ მაგალითი:
”აირისებრ მასას უკავია 800 სმ მოცულობა3 -23 ° C ტემპერატურაზე, მოცემულ წნევაზე. რა არის ტემპერატურა დაფიქსირებული, როდესაც აირისებრი მასა, იმავე წნევის დროს, იკავებს 1,6 ლ მოცულობას? ”
რეზოლუცია:
მონაცემები:
ვსაწყისი = 800 სმ3
თსაწყისი = -23 ºC, 273-ს ემატება 250 K (კელვინი)
ვფინალი = 1,6 ლ
თფინალი = ?
* ჯერ ტონი უნდა დავტოვოთ იმავე ერთეულზე. ცნობილია, რომ 1 დმ3 უდრის 1 ლიტრს. 1 დმვით3 იგივეა, რაც 1000 სმ3, როგორც ჩანს, 1 ლიტრი = 1 000 სმ3:
1 ლ 1000 სმ3
x 800 სმ3
x = 0,8 ლ
* ახლა ჩვენ ვცვლით ფორმულის მნიშვნელობებს და ვიპოვით ტემპერატურის საბოლოო მნიშვნელობას
ვსაწყისი = ვფინალი
თსაწყისი თფინალი
0,8_ = 1,6
250 ტფინალი
0,8 ტფინალი = 250. 1,6
თფინალი = 400
0,8
თფინალი = 500 კ
* ცელსიუსის სკალაზე გადასვლისას გვაქვს:
T (K) = T (° C) + 273
500 = T (° C) + 273
T (° C) = 500 - 273
T (° C) = 227 ° C
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია
წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm