Transformarea izobarică. Transformarea izobarică a gazelor

O transformare izobarică are loc atunci când gazul este la o presiune constantă. De exemplu, dacă se face într-un mediu deschis, transformarea va fi izobarică, deoarece presiunea va fi presiunea atmosferică care nu se va schimba.

În acest caz, temperatura și volumul variază. Doi oameni de știință de vârf au studiat modul în care apare această variație în transformările izobarice. Primul care a raportat volumul și temperatura gazelor a fost Jacques Charles (1746-1823), în 1787, iar apoi, în anul 1802, Joseph Gay-Lussac (1778-1850) a cuantificat această relație.

Astfel, a apărut o lege care explică transformările izobarice ale gazelor, care au devenit cunoscute sub numele de Legea Charles / Gay-Lussac. Se afirmă după cum urmează:

"Într-un sistem de presiune constantă, volumul unei mase fixe a unui gaz este direct proporțional cu temperatura."

Aceasta înseamnă că, dacă dublăm temperatura, volumul ocupat de gaz se va dubla și el. Pe de altă parte, dacă scădem temperatura, volumul de gaz va scădea și în aceeași proporție.

Acest lucru poate fi văzut într-un experiment foarte simplu. Dacă așezăm un balon în gâtul unei sticle, o masă fixă ​​de aer va fi prinsă. Dacă scufundăm această sticlă într-un castron cu apă cu gheață, balonul se va dezumfla. Acum, dacă îl punem într-un castron cu apă fierbinte, balonul se va umple.

Acest lucru se datorează faptului că, odată cu creșterea temperaturii, crește energia cinetică a moleculelor de gaz și crește și viteza cu care se mișcă. Astfel, gazul se extinde, crescând volumul pe care îl ocupă, iar balonul se umflă. Opusul se întâmplă atunci când scădem temperatura, punând-o în apă rece.

Această relație între temperatură și volum în transformările izobarice este dată de următoarea relație:

V = k
T

"k" este o constantă, așa cum se poate vedea în următorul grafic:

Rețineți că raportul V / T dă întotdeauna o constantă:

_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400

Astfel, putem stabili următoarea relație pentru transformările izobarice:

V_iniţială = V_Final
T_iniţială  T_Final

Aceasta înseamnă că, atunci când există orice modificare a temperaturii gazului la presiune constantă, putem afla volumul acestuia prin această expresie matematică. Opusul este valabil și, știind volumul gazului, aflăm la ce temperatură este. Vezi un exemplu:

„O masă gazoasă ocupă un volum de 800 cm³ la -23 ° C, la o presiune dată. Care este temperatura înregistrată atunci când masa gazoasă, la aceeași presiune, ocupă un volum de 1,6 L? ”

Rezoluţie:

Date:

V_iniţială = 800 cm³
T_iniţială = -23 ºC, adăugând la 273 avem 250 K (Kelvin)
V_Final = 1,6 L
T_Final = ?

* Mai întâi trebuie să lăsăm volumul pe aceeași unitate. Se știe că 1 dm³ este egal cu 1 litru. ca 1 dm³ este la fel ca 1000 cm³, se pare că 1 litru = 1 000 cm³:

1 L 1000 cm³
x 800 cm³
x = 0,8 L

* Acum înlocuim valorile formulei și găsim valoarea finală a temperaturii:

V_iniţială = V_Final
T_iniţială  T_Final
0,8_ = 1,6
250 T_Final
0,8 T_Final = 250. 1,6
T_Final = 400
0,8
T_Final = 500K

* Trecând la scara Celsius, avem:

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

T (° C) = 227 ° C

De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie

Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm