Transformările gazelor sunt procese în care a gaz poate avea unul sau mai mulți dintre parametrii săi de la presiune, volum și temperaturaschimbat. Există transformări gazoase speciale în care cel puțin una dintre aceste cantități este menținută constantă.
Tipurile de transformare a gazelor sunt:
transformare izobară;
transformare izotermă;
transformare izovolumetrică;
transformarea adiabatică.
Vezi si:Termologie - studiul fenomenelor legate de căldură și temperatură
transformare izotermă
Transformarea izotermă este una în care temperatura unui gaz rămâne constantă. În acest tip de transformare, presiunea și volumul suntinversproporţional, astfel încât prin creșterea presiune, volumul este redus și invers.
Transformările izoterme sunt descrise de Lhei, Boyle-Mariotte. Conform acestei legi, produsul dintre presiunea și volumul unui gaz ideal este constant:
PENTRUi și PENTRUf – presiunea inițială și finală
Vi și Vf – viteza inițială și finală
K - constant
transformare izobară
Transformarea izobară se caracterizează prin a
variaţia volumului şi temperatura, menținând presiunea constantă. Acest tip de transformare este descris matematic de legea lui Charles și Gay-Lussac. În timpul unei transformări izobare, temperatura și volumul sunt direct proporționale, adică menținerea constantă presiunea unui gaz, volumul ocupat de acesta va crește odată cu creșterea temperaturii gazului. gaz.Vezi formula folosită de Legea Gay-Lussac:
Ti și Tf – temperatura inițială și finală
In conformitate cu Legea lui Gay-Lussac, raportul dintre volumul și presiunea unui gaz, în timpul unei transformări izobare, este egal cu o constantă.
Transformare izovolumetrică
Transformarea izovolumetrică, izometrică sau izocorică este denumirea procesului în care un gaz ideal suferă modificări de presiune și temperatură, menținându-se singur. constant ta volum. Acest tip de transformare a gazului, care are loc în interiorul containerelor cu pereți rigidi, este definit matematic de legea lui Charles.
Conform acestei legi, raportul dintre presiunea și temperatura unui gaz ideal este întotdeauna constant. Mai mult, în acest tip de transformare, presiunea și temperatura sunt direct proportional: dublarea presiunii, dublam temperatura si invers.
Formula care descrie comportamentul gazelor ideale în timpul transformărilor izovolumetrice este următoarea:
Citeste si: Termodinamică - o zonă a fizicii care studiază fenomenele în care există schimb de căldură
transformarea adiabatică
Transformarea adiabatică este denumirea procesului suferit de a gaz care nu se schimbă căldură cu mediul exterior sau cu pereţii recipientului acestuia. Formula care explică matematic comportamentul unui gaz ideal care suferă o transformare adiabatică afirmă că produsul dintre presiune și volum este ridicat la o constantă. γ este constantă.
Constanta γ depinde de gradeînlibertate a gazului, adică numărul de direcții în care se pot mișca moleculele de gaz. Poate fi calculat și prin raportul dintre căldura specifică în presiuneconstant și căldurăspecific în volumconstant.
Exemple de transformări ale gazelor
transformare izotermă – orice expansiune sau contracție lentă a unui gaz care are loc la o temperatură constantă.
transformare izobară – racirea gazului continut intr-o vezica pusa la racit in frigider.
Transformare izovolumetrică – încălzirea completă a vaporilor de apă închiși într-o oală sub presiune.
transformarea adiabatică – gazul fiind expulzat printr-un spray de aerosoli.
Vezi si: Calorimetrie – formule, concepte și exerciții rezolvate
Exerciții rezolvate despre transformările gazelor
Intrebarea 1 - Examinați alternativele de mai jos și verificați răspunsul care conține doar alternative adevărate.
I – Transformările izoterme sunt acelea în care temperatura gazului se menține constantă.
II – Transformările adiabatice presupun schimb de căldură între gaz și mediul extern.
III – Transformarea izocorică este aceea în care presiunea gazului este menținută constantă.
IV – Transformările izobare au loc cu presiune constantă.
Sunt corecte:
a) I și II.
b) I, II si III.
c) II şi III.
d) I și IV.
Rezoluţie:
Alternativele II și III sunt greșite, deoarece transformările adiabatice nu implică schimb de căldură, iar transformările izocorice sunt cele care au loc în volume constante. Astfel, alternativa corectă este litera D.
Intrebarea 2 -Un gaz ideal suferă o transformare rapidă, astfel încât temperatura, presiunea și volumul acestuia suferă modificări bruște într-o perioadă scurtă de timp. Conform cunoștințelor sale despre transformările gazelor, transformarea suferită de gaz a fost:
a) izotermă.
b) izobar.
c) adiabatic.
d) izovolumetric.
Rezoluţie:
Transformările adiabatice apar rapid, astfel încât gazul nu are timp să facă schimb de căldură cu mediul extern. În acest tip de transformare, parametrii de presiune, volum și temperatură se modifică brusc. Astfel, alternativa corectă este litera C.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Brazilia școală - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.htm
