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:
Vисходный = VФинал
Тисходный ТФинал
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:
Vисходный = 800 см3
Тисходный = -23 ºC, прибавляя к 273, получаем 250 K (Кельвин)
VФинал = 1,6 л
ТФинал = ?
* 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:
Vисходный = VФинал
Тисходный ТФинал
0,8_ = 1,6
250 тФинал
0,8 тФинал = 250. 1,6
ТФинал = 400
0,8
ТФинал = 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