Een isobare transformatie treedt op wanneer het gas een constante druk heeft. Als het bijvoorbeeld in een open omgeving wordt gedaan, zal de transformatie isobaar zijn omdat de druk atmosferische druk zal zijn die niet zal veranderen.
In dit geval variëren temperatuur en volume. Twee vooraanstaande wetenschappers hebben onderzocht hoe deze variatie in isobare transformaties ontstaat. De eerste die het volume en de temperatuur van gassen in verband bracht was Jacques Charles (1746-1823), in 1787, en vervolgens, in het jaar 1802, kwantificeerde Joseph Gay-Lussac (1778-1850) deze relatie.
Zo ontstond een wet die de isobare transformaties van gassen verklaart, die bekend werd als de Charles/Gay-Lussac-wet. Het wordt als volgt vermeld:
"In een systeem met constante druk is het volume van een vaste massa van een gas recht evenredig met de temperatuur."
Dit betekent dat als we de temperatuur verdubbelen, het volume dat het gas inneemt ook verdubbelt. Aan de andere kant, als we de temperatuur verlagen, zal ook het gasvolume in dezelfde verhouding afnemen.
Dit is te zien in een heel eenvoudig experiment. Als we een ballon in de hals van een fles plaatsen, wordt een vaste luchtmassa opgesloten. Als we deze fles in een kom met ijswater dopen, loopt de ballon leeg. Als we het nu in een kom met heet water doen, zal de ballon zich vullen.
Dit komt omdat naarmate de temperatuur stijgt, de kinetische energie van de gasmoleculen toeneemt en de snelheid waarmee ze bewegen ook toeneemt. Het gas zet dus uit, waardoor het volume dat het inneemt groter wordt, en de ballon wordt opgeblazen. Het tegenovergestelde gebeurt wanneer we de temperatuur verlagen en in koud water plaatsen.
Deze relatie tussen temperatuur en volume in isobare transformaties wordt gegeven door de volgende relatie:
V = k
T
"k" is een constante, zoals te zien is in de volgende grafiek:
Merk op dat de V/T-verhouding altijd een constante geeft:
_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400
We kunnen dus de volgende relatie vaststellen voor isobare transformaties:
Veerste = VLaatste
Teerste TLaatste
Dit betekent dat wanneer er een verandering is in de temperatuur van het gas bij constante druk, we het volume ervan kunnen achterhalen via deze wiskundige uitdrukking. Het tegenovergestelde is ook waar, als we het volume van het gas kennen, ontdekken we bij welke temperatuur het is. Zie een voorbeeld:
"Een gasvormige massa heeft een volume van 800 cm3 bij -23°C, bij een gegeven druk. Wat is de gemeten temperatuur wanneer de gasvormige massa, bij dezelfde druk, een volume van 1,6 L inneemt?”
Resolutie:
Gegevens:
Veerste = 800 cm3
Teerste = -23 ºC, opgeteld bij 273 hebben we 250 K (Kelvin)
VLaatste = 1,6 L
TLaatste = ?
* Eerst moeten we het volume op hetzelfde toestel laten staan. Het is bekend dat 1 dm3 gelijk aan 1 liter. graag een 1 dm3 is hetzelfde als 1000 cm3, blijkt dat 1 liter = 1 000 cm3:
1L 1000 cm3
x 800 cm3
x = 0,8 L
* Nu vervangen we de formulewaarden en vinden de uiteindelijke temperatuurwaarde:
Veerste = VLaatste
Teerste TLaatste
0,8_ = 1,6
250 TLaatste
0,8 TLaatste = 250. 1,6
TLaatste = 400
0,8
TLaatste = 500K
* Als we naar de Celsius-schaal gaan, hebben we:
T (K) = T (°C) + 273
500 = T (°C) + 273
T (°C) = 500 - 273
T (°C) = 227°C
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm
