การแปลงสภาพของแก๊สเป็นกระบวนการที่a แก๊ส อาจมีพารามิเตอร์ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปจาก ความดัน, ปริมาณ และ อุณหภูมิเปลี่ยน. มีการแปรสภาพของก๊าซแบบพิเศษซึ่งปริมาณเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งค่าคงที่
ประเภทของการแปลงก๊าซคือ:
การแปลงไอโซบาริก
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความร้อน
การแปลงไอโซโวลูเมทริก
การแปลงแบบอะเดียแบติก
ดูด้วย:Thermology — การศึกษาปรากฏการณ์ที่เชื่อมโยงกับความร้อนและอุณหภูมิ
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความร้อน
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิด้วยความร้อนเป็นสิ่งที่ อุณหภูมิของก๊าซจะคงที่ ในการเปลี่ยนแปลงลักษณะนี้ ความดันและปริมาตรคือผกผันสัดส่วน, เพื่อให้โดยการเพิ่ม ความดันระดับเสียงจะลดลงและในทางกลับกัน
การเปลี่ยนแปลงไอโซเทอร์มอลอธิบายโดย หลี่เฮ้ บอยล์-มาริออตต์. ตามกฎหมายนี้ ผลคูณระหว่างความดันและปริมาตรของก๊าซในอุดมคติจะคงที่:
สำหรับผม และ สำหรับNS – แรงดันเริ่มต้นและขั้นสุดท้าย
วีผม และ วีNS – ความเร็วเริ่มต้นและความเร็วสุดท้าย
K - คงที่
การแปลงไอโซบาริก
การแปลงไอโซบาริกมีลักษณะเฉพาะโดย a การเปลี่ยนแปลงปริมาณและ อุณหภูมิ,ทำให้ความดันคงที่. การแปลงประเภทนี้อธิบายทางคณิตศาสตร์โดยกฎของ Charles และ Gay-Lussac. ในระหว่างการแปลงสภาพไอโซบาริก อุณหภูมิและปริมาตรจะเป็นสัดส่วนโดยตรง กล่าวคือ การรักษา คงที่ความดันของก๊าซปริมาตรที่ถูกครอบครองจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของก๊าซ แก๊ส.
ดูสูตรที่ใช้โดย กฎหมายเกย์-ลูสแซก:
NSผม และ NSNS – อุณหภูมิเริ่มต้นและสุดท้าย
ให้เป็นไปตาม กฎของเกย์-ลูสแซกอัตราส่วนระหว่างปริมาตรและความดันของแก๊สระหว่างการแปลงค่าไอโซบาริกจะเท่ากับค่าคงที่
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
การแปลงไอโซโวลูเมทริก
Isovolumetric, isometric หรือ isochoric transformation เป็นชื่อของกระบวนการที่ก๊าซในอุดมคติผ่านการเปลี่ยนแปลงของความดันและอุณหภูมิ โดยคงไว้ซึ่งตัวมันเอง คงที่ ของคุณ ปริมาณ. การเปลี่ยนรูปของก๊าซประเภทนี้ ซึ่งเกิดขึ้นภายในภาชนะที่มีผนังแข็ง ถูกกำหนดทางคณิตศาสตร์โดย กฎของชาร์ลส์.
ตามกฎหมายนี้ อัตราส่วนระหว่างความดันและอุณหภูมิของก๊าซในอุดมคติจะคงที่เสมอ นอกจากนี้ ในการเปลี่ยนแปลงประเภทนี้ ความดันและอุณหภูมิจะเท่ากับ สัดส่วนโดยตรง: เพิ่มแรงดันเป็นสองเท่า เพิ่มอุณหภูมิเป็นสองเท่า และในทางกลับกัน
สูตรที่อธิบายพฤติกรรมของก๊าซในอุดมคติระหว่างการแปลงค่าไอโซโวลูเมตริกมีดังนี้:
อ่านด้วย: อุณหพลศาสตร์ — สาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาปรากฏการณ์ที่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน
การเปลี่ยนแปลงอะเดียแบติก
การแปลงแบบอะเดียแบติกเป็นชื่อของกระบวนการที่ดำเนินการโดย a แก๊สที่ไม่เปลี่ยน ความร้อน กับสภาพแวดล้อมภายนอกหรือกับผนังของภาชนะ. สูตรที่อธิบายพฤติกรรมของก๊าซในอุดมคติซึ่งผ่านการเปลี่ยนแปลงแบบอะเดียแบติกทางคณิตศาสตร์ระบุว่าผลคูณระหว่างความดันและปริมาตรเพิ่มขึ้นเป็นค่าคงที่ γ เป็นค่าคงที่
ค่าคงที่ γ ขึ้นอยู่กับ องศาในเสรีภาพ ของแก๊ส นั่นคือ จำนวนทิศทางที่โมเลกุลของแก๊สสามารถเคลื่อนที่ได้ นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณได้จากอัตราส่วนระหว่าง ความร้อนจำเพาะ ใน ความดันคงที่ และ ความร้อนเฉพาะเจาะจง ใน ปริมาณคงที่.
ตัวอย่างการแปลงก๊าซ
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความร้อน – การขยายตัวหรือหดตัวช้าของก๊าซที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่
การแปลงไอโซบาริก – ระบายความร้อนของก๊าซที่บรรจุอยู่ในกระเพาะปัสสาวะเพื่อนำไปแช่ในตู้เย็น
การแปลงไอโซโวลูเมทริก – ให้ไอน้ำร้อนในหม้ออัดแรงดันจนหมด
การเปลี่ยนแปลงอะเดียแบติก – แก๊สถูกพ่นออกด้วยละอองลอย
ดูด้วย: การวัดปริมาณความร้อน – สูตร แนวคิด และแบบฝึกหัดที่แก้ไขแล้ว
แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับการแปลงก๊าซ
คำถามที่ 1 - ตรวจสอบทางเลือกด้านล่างและตรวจสอบคำตอบที่มีทางเลือกจริงเท่านั้น
I – การแปลงแบบไอโซเทอร์มอลคือสิ่งที่อุณหภูมิของแก๊สคงที่
II – การแปลงแบบอะเดียแบติกเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซกับสภาพแวดล้อมภายนอก
III – การแปลง Isochoric เป็นสิ่งที่ความดันก๊าซคงที่
IV – การแปลงแบบไอโซบาริกเกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันคงที่
ถูกต้อง:
ก) ฉันและครั้งที่สอง
ข) I, II และ III
ค) II และ III
ง) ฉันและ IV
ปณิธาน:
ทางเลือก II และ III นั้นผิด เนื่องจากการแปลงแบบอะเดียแบติกไม่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนความร้อน และการแปลงไอโซคอริกคือสิ่งที่เกิดขึ้นในปริมาตรคงที่ ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือ จดหมาย D
คำถามที่ 2 —ก๊าซในอุดมคติต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นอุณหภูมิ ความดัน และปริมาตรของก๊าซจึงเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในระยะเวลาอันสั้น ตามความรู้ของเขาเกี่ยวกับการแปลงก๊าซ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นโดยแก๊สคือ:
ก) อุณหภูมิความร้อน
ข) ไอโซบาริก
ค) อะเดียแบติก
ง) ไอโซโวลูเมตริก
ปณิธาน:
การแปลงแบบอะเดียแบติกเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงไม่มีเวลาให้ก๊าซแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อมภายนอก ในการเปลี่ยนแปลงประเภทนี้ พารามิเตอร์ความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือ จดหมาย C.
โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "การแปลงแก๊ส"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 กรกฎาคม 2021.
