등압 변환. 기체의 등압 변환

가스가 일정한 압력에있을 때 등압 변환이 발생합니다. 예를 들어, 개방 된 환경에서 수행되는 경우 압력이 변하지 않는 대기압이므로 변형은 등압이됩니다.

이 경우 온도와 부피가 다릅니다. 두 명의 주요 과학자가 등압 변환의 이러한 변화가 어떻게 발생하는지 연구했습니다. 가스의 부피와 온도를 처음으로 연관시킨 사람은 1787 년에 Jacques Charles (1746-1823) 였고 1802 년에 Joseph Gay-Lussac (1778-1850)이이 관계를 정량화했습니다.

따라서 Charles / Gay-Lussac 법칙으로 알려진 기체의 등압 변환을 설명하는 법칙이 등장했습니다. 다음과 같이 명시됩니다.

"정압 시스템에서 가스의 고정 된 질량의 부피는 온도에 정비례합니다."

즉, 온도를 두 배로 늘리면 가스가 차지하는 부피도 두 배가됩니다. 반면에 온도를 낮추면 가스 부피도 같은 비율로 감소합니다.

이것은 매우 간단한 실험에서 볼 수 있습니다. 병 목에 풍선을 넣으면 고정 된 공기 덩어리가 갇히게됩니다. 이 병을 얼음물에 담그면 풍선이 수축합니다. 이제 뜨거운 물 한 그릇에 넣으면 풍선이 채워집니다.

이는 온도가 상승함에 따라 가스 분자의 운동 에너지가 증가하고 이동 속도도 증가하기 때문입니다. 따라서 가스가 팽창하여 차지하는 부피가 증가하고 풍선이 팽창합니다. 온도를 낮추고 찬물에 넣으면 그 반대가 발생합니다.

등압 변환에서 온도와 부피 사이의 관계는 다음 관계로 제공됩니다.

V = k
티

"k"는 다음 그래프에서 볼 수 있듯이 상수입니다.

V / T 비율은 항상 상수를 제공합니다.

_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400

따라서 등압 변환에 대해 다음 관계를 설정할 수 있습니다.

V_{머리 글자} = V_결정적인
티_{머리 글자}  티_결정적인

이것은 일정한 압력에서 가스의 온도에 변화가있을 때이 수학 식을 사용하여 부피를 찾을 수 있다는 것을 의미합니다. 그 반대도 사실입니다. 가스의 양을 알면 온도가 얼마인지 알아냅니다. 예를 참조하십시오.

"기체 덩어리는 800cm의 부피를 차지합니다.³ 주어진 압력에서 -23 ° C에서. 같은 압력에서 기체 질량이 1.6L의 부피를 차지할 때 기록 된 온도는 얼마입니까?”

해결:

데이터:

V_{머리 글자} = 800cm³
티_{머리 글자} = -23ºC, 273에 더하면 250K (Kelvin)
V_결정적인 = 1.6L
티_결정적인 = ?

* 먼저 볼륨을 동일한 장치에 남겨 두어야합니다. 1dm³ 1 리터입니다. 1dm처럼³ 1000cm와 동일³, 1 리터 = 1,000cm³:

1L 1000cm³
x 800 cm³
x = 0.8L

* 이제 공식 값을 대체하고 최종 온도 값을 찾습니다.

V_{머리 글자} = V_결정적인
티_{머리 글자}  티_결정적인
0,8_ = 1,6
250T_결정적인
0.8T_결정적인 = 250. 1,6
티_결정적인 = 400
0,8
티_결정적인 = 500K

* 섭씨 스케일로 이동하면 다음이 제공됩니다.

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

T (° C) = 227 ° C

작성자: Jennifer Fogaça
화학 전공

출처: 브라질 학교- https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm