Изобарическое преобразование. Изобарическое преобразование газов

Изобарическое превращение происходит, когда газ находится под постоянным давлением. Например, если это делается в открытой среде, преобразование будет изобарическим, так как давление будет атмосферным, которое не изменится.

В этом случае меняются температура и объем. Два ведущих ученых изучили, как происходит это изменение изобарических превращений. Первым, кто связал объем и температуру газов, был Жак Шарль (1746-1823) в 1787 году, а затем, в 1802 году, Жозеф Гей-Люссак (1778-1850) количественно оценил это соотношение.

Таким образом, появился закон, объясняющий изобарические превращения газов, который стал известен как закон Шарля / Гей-Люссака. Утверждается следующее:

«В системе с постоянным давлением объем фиксированной массы газа прямо пропорционален температуре».

Это означает, что если мы увеличим температуру вдвое, объем, занимаемый газом, также увеличится вдвое. С другой стороны, если мы уменьшим температуру, объем газа также уменьшится в той же пропорции.

Это можно увидеть в очень простом эксперименте. Если мы поместим воздушный шар в горлышко бутылки, фиксированная масса воздуха окажется в ловушке. Если мы окунем эту бутылку в таз с ледяной водой, воздушный шар сдуется. Теперь, если мы поместим его в таз с горячей водой, воздушный шар наполнится.

Это связано с тем, что с повышением температуры кинетическая энергия молекул газа увеличивается, а также увеличивается скорость их движения. Таким образом, газ расширяется, увеличивая занимаемый объем, и воздушный шар надувается. Обратное происходит, когда мы понижаем температуру, помещая в холодную воду.

Это соотношение между температурой и объемом при изобарических превращениях задается следующим соотношением:

V = k
Т

"k" - постоянная величина, как видно на следующем графике:

Обратите внимание, что отношение V / T всегда дает постоянную величину:

_V_ =_2V_ = _4V_
100 200 400

Таким образом, для изобарических преобразований можно установить следующее соотношение:

V_{исходный} = V_Финал
Т_{исходный}  Т_Финал

Это означает, что при любом изменении температуры газа при постоянном давлении мы можем найти его объем, используя это математическое выражение. Верно и обратное, зная объем газа, мы узнаем, какой он температуры. См. Пример:

«Газообразная масса занимает объем 800 см³ при -23 ° C, при заданном давлении. Какая температура регистрируется, когда газообразная масса при том же давлении занимает объем 1,6 л? »

Разрешение:

Данные:

V_{исходный} = 800 см³
Т_{исходный} = -23 ºC, прибавляя к 273, получаем 250 K (Кельвин)
V_Финал = 1,6 л
Т_Финал = ?

* Сначала мы должны оставить громкость на том же устройстве. Известно, что 1 дм³ равняется 1 литру. как 1 дм³ такой же как 1000 см³, получается, что 1 литр = 1000 см³:

1 л 1000 см³
х 800 см³
х = 0,8 л

* Теперь заменяем значения формулы и находим итоговое значение температуры:

V_{исходный} = V_Финал
Т_{исходный}  Т_Финал
0,8_ = 1,6
250 т_Финал
0,8 т_Финал = 250. 1,6
Т_Финал = 400
0,8
Т_Финал = 500 КБ

* Переходя к шкале Цельсия, мы имеем:

Т (К) = Т (° С) + 273
500 = Т (° C) + 273
Т (° C) = 500 - 273

Т (° С) = 227 ° С

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm