Izobarinė transformacija. Izobarinė dujų transformacija

Izobarinė transformacija įvyksta, kai dujos yra pastoviame slėgyje. Pavyzdžiui, jei tai atliekama atviroje aplinkoje, transformacija bus izobariška, nes slėgis bus atmosferos slėgis, kuris nesikeis.

Šiuo atveju temperatūra ir tūris skiriasi. Du pagrindiniai mokslininkai ištyrė, kaip įvyksta šis izobarinių virsmų kitimas. Pirmasis dujų kiekį ir temperatūrą susiejo Jacques'as Charlesas (1746–1823) 1787 m., O vėliau, 1802 m., Josephas Gay-Lussacas (1778–1850 m.) Įvertino šį ryšį.

Taigi atsirado įstatymas, paaiškinantis izobarines dujų transformacijas, kuris tapo žinomas kaip Charleso / Gay-Lussaco įstatymas. Jis nurodomas taip:

"Pastovaus slėgio sistemoje fiksuotos dujų masės tūris yra tiesiogiai proporcingas temperatūrai."

Tai reiškia, kad jei padvigubinsime temperatūrą, dujų užimamas tūris taip pat padvigubės. Kita vertus, jei mes sumažinsime temperatūrą, dujų kiekis taip pat sumažės ta pačia proporcija.

Tai galima pamatyti atlikus labai paprastą eksperimentą. Jei butelio kaklelyje įdėsime balioną, fiksuota oro masė bus įstrigusi. Jei panardinsime šį butelį į dubenį su lediniu vandeniu, balionas ištuštės. Dabar, jei mes jį įdėsime į dubenį su karštu vandeniu, balionas užpildys.

Taip yra todėl, kad didėjant temperatūrai didėja dujų molekulių kinetinė energija ir didėja jų judėjimo greitis. Taigi dujos išsiplečia, padidindamos užimamą tūrį, o balionas išpučiamas. Priešingai įvyksta, kai mes žeminame temperatūrą, įdėdami ją į šaltą vandenį.

Šis santykis tarp temperatūros ir tūrio izobarinėse transformacijose yra toks:

V = k
T

„k“ yra konstanta, kaip matyti iš šio grafiko:

Atkreipkite dėmesį, kad V / T santykis visada suteikia pastovumą:

_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400

Taigi izobarinėms transformacijoms galime nustatyti tokį ryšį:

V_pradinis = V_Galutinis
T_pradinis  T_Galutinis

Tai reiškia, kad pasikeitus dujų temperatūrai esant pastoviam slėgiui, galime rasti jos tūrį naudodami šią matematinę išraišką. Taip pat yra ir priešingai, žinodami dujų tūrį, sužinome, kokia jos temperatūra. Žr. Pavyzdį:

„Dujinė masė užima 800 cm tūrį³ esant -23 ° C, esant tam tikram slėgiui. Kokia temperatūra užregistruojama, kai dujinė masė tuo pačiu slėgiu užima 1,6 l tūrį? “

Rezoliucija:

Duomenys:

V_pradinis = 800 cm³
T_pradinis = -23 ºC, pridedant prie 273, turime 250 K (Kelvinas)
V_Galutinis = 1,6 l
T_Galutinis = ?

* Pirmiausia tūrią turime palikti tame pačiame įrenginyje. Yra žinoma, kad 1 dm³ lygi 1 litrui. kaip 1 dm³ yra tas pats kaip 1000 cm³, atrodo, kad 1 litras = 1 000 cm³:

1 L 1000 cm³
x 800 cm³
x = 0,8 l

* Dabar pakeičiame formulės reikšmes ir randame galutinę temperatūros vertę:

V_pradinis = V_Galutinis
T_pradinis  T_Galutinis
0,8_ = 1,6
250 T_Galutinis
0,8 T_Galutinis = 250. 1,6
T_Galutinis = 400
0,8
T_Galutinis = 500 tūkst

* Pereinant prie Celsijaus skalės, turime:

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

T (° C) = 227 ° C

Jennifer Fogaça
Baigė chemiją

Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm