Vamos tomar dois sólidos, de mesmo volume, mas de materiais diferentes, um de ferro e outro de alumínio, por exemplo. Aplicando a ambos os sólidos um mesmo acréscimo de temperatura, vamos perceber que eles se dilatam, e o volume obtido pelo ferro e pelo alumínio é diferente um do outro, devido ao coeficiente de dilatação do ferro e do alumínio não serem iguais. Agora vamos realizar o mesmo processo com dois gases diferentes, mantendo a pressão deles iguais, quando obtivermos o resultado veremos que os dois gases obtêm o mesmo volume final. O físico francês Gay-Lussac verificou que este fato ocorre para quaisquer gases, e, portanto enunciou:
“O valor do coeficiente de dilatação volumétrica é o mesmo para todos os gases”.
Portanto a transformação isobárica é quando uma determinada massa gasosa sofre uma transformação a pressão constante, o volume ocupado pelo gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
V/T = K , essa relação é conhecida como Lei de Gay-Lussac.
Vi/Ti = Vf/Tf = K
Graficamente temos:
A reta crescente mostra que, ao ser aquecido, o gás se expande e, ao ser resfriado, o gás se contrai.
Lei de Gay-Lussac
O cientista francês Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) ingressou na Escola Politécnica de Paris em 1797 e obteve sua graduação em 1800. Este cientista realizou inúmeras pesquisas na área da Física e da Química. Utilizou frequentemente balões para investigar a atmosfera terrestre. Desta forma, realizou algumas investigações sobre o comportamento dos gases e consequentemente elaborou uma lei para gás confinado em um sistema fechado a volume constante, conhecido como processo de transformação isocórica ou isométrica, mostrado na figura 01. Considere o êmbolo fixo.
Figura 01: gás a volume constante cuja pressão varia linearmente com a temperatura
Quando uma quantidade de gás é mantida a pressão constante em um sistema fechado seu volume varia de maneira proporcional à temperatura. Matematicamente, a Lei de Gay-Lussac é expressa:
P = k.T
Sendo k uma constante de proporcionalidade.
O gráfico PxT mostrado na figura 02 correspondem aos resultados da função que corresponde à lei de Gay-Lussac, P = k.T.
Transformação isocórica
Na transformação isocórica, o volume é mantido constante. No diagrama pv, ela é representada por uma linha paralela ao eixo p, conforme indicado na Figura 01.
Da equação dos gases ideais, pode-se facilmente deduzir que, entre dois pontos 1 e 2, vale a relação:
p1
=
T1
#A.1#.
p2
T2
Na prática, essa transformação ocorre, por exemplo, quando se aquece ou se resfria uma massa de gás no interior de um recipiente rígido e fechado.
Desde que não há variação de volume, não pode haver trabalho externo, o que matematicamente pode ser comprovado pela relação dW = p dv. Portanto,
W = 0 #B.1#.
Da primeira lei da Termodinâmica, Δu = q − w = q. Usando a relação do calor específico com volume constante, chega-se a
Δu = Δq = cv ΔT #C.1#.
Exemplo: o ar contido num reservatório tem pressão de 1 atm e temperatura de 15ºC. Qual será a pressão se for aquecido a 160ºC?
p1 = 1 atm = 101 325 Pa.
t1 = 15ºC .Convertendo, T1 ≈ 288 K.
t2 = 160ºC .Convertendo, T2 = 433 K.
Usando a relação #A.1#,
p2 = p1 T2 / T1 = 101325 433 / 288 ≈ 152 339 Pa ou aproximadamente 1,5 atm.
BIBLIOGRAFIA:
http://www.infoescola.com/termodinamica/transformacao-isobarica/
Na transformação isocórica, o volume é mantido constante. No diagrama pv, ela é representada por uma linha paralela ao eixo p, conforme indicado na Figura 01.
Da equação dos gases ideais, pode-se facilmente deduzir que, entre dois pontos 1 e 2, vale a relação:
p1
=
T1
#A.1#.
p2
T2
Na prática, essa transformação ocorre, por exemplo, quando se aquece ou se resfria uma massa de gás no interior de um recipiente rígido e fechado.
W = 0 #B.1#.Da primeira lei da Termodinâmica, Δu = q − w = q. Usando a relação do calor específico com volume constante, chega-se a
Δu = Δq = cv ΔT #C.1#. Exemplo: o ar contido num reservatório tem pressão de 1 atm e temperatura de 15ºC. Qual será a pressão se for aquecido a 160ºC?
p1 = 1 atm = 101 325 Pa.t1 = 15ºC .Convertendo, T1 ≈ 288 K.t2 = 160ºC .Convertendo, T2 = 433 K.Usando a relação #A.1#,
p2 = p1 T2 / T1 = 101325 433 / 288 ≈ 152 339 Pa ou aproximadamente 1,5 atm.
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