Transformação isobárica

Transformação isobárica é um tipo de transformação termodinâmica. Dessa forma, ela acontecerá caso a pressão em um gás permaneça constante. Esse tipo de fenômeno está presente em nosso cotidiano em diversos casos. Por isso, veja o que é, exemplos e o que acontece em uma transformação cuja pressão é constante.

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O que é a transformação isobárica

A transformação isobárica corresponde à mudanças em gases cuja pressão é constante. Ou seja, na mudança de estado para um gás cuja pressão não se altera, o volume e a temperatura variam. Dessa maneira, há uma lei física que explica esse tipo de transformação. Essa é a Lei de Charles e Gay-Lussac.

A Lei de Charles e Gay-Lussac diz que: “se a pressão de uma massa de gás é constante, então a razão entre volume e temperatura também são constantes”.

Exemplos

• Bexigas: quando a temperatura do gás de uma bexiga aumenta, seu volume aumenta. Porém, a pressão externa é constante. Consequentemente, algo análogo acontecerá com a diminuição da temperatura.
• Balão de ar quente: os balões de ar quente inflam porque a temperatura do ar dentro do balão aumenta. Assim, o volume do ar também aumentará.

Esse tipo de mudança é comum em nosso cotidiano. Além disso, entender o que acontece durante essa transformação gasosa é ideal para compreendê-la.

O que acontece na transformação isobárica

Durante uma transformação na qual a pressão é constante, a energia cinética das moléculas aumentará. Isso acontece devido ao aumento da temperatura. Consequentemente, o volume ocupado durante seu movimento também aumentará. Por isso é que um balão de ar quente pode inflar, por exemplo. Dessa forma, pela Lei de Charles e Gay-Lussac, a fórmula da transformação isobárica é:

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Onde:

• V: volume do gás (m³).
• T: temperatura (K).
• k: constante.

Note que a razão entre o volume e a temperatura deve ser constante. Isto é, caso um aumente, o outro deve aumentar da mesma maneira. Isso pode ser observado por meio do diagrama de clapeyron.

Gráficos e diagramas

Durante as mudanças gasosas, é possível fazer os gráficos entre as grandezas que variam. Por exemplo, nesse caso, o gráfico é do volume pela temperatura. Além disso, assim como toda transformação gasosa, é possível analisar o diagrama de Clapeyron. O qual depende da pressão e do volume.

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Gráfico

A relação entre o volume e a temperatura é linear. Além disso, a variação do volume acontece conforme a temperatura altera seu valor. Assim, o gráfico é uma linha reta e seu coeficiente angular será igual ao valor da razão entre V e T.

Diagrama

A pressão é constante. Assim, o gráfico é uma reta horizontal. Além disso, a área sob o gráfico é numericamente igual ao trabalho realizado pelo gráfico. Dessa maneira, nesse caso, o trabalho é dado pela área de um retângulo.

A transformação isobárica pode se unir com outras transformações gasosas em um ciclo termodinâmico. Por isso, é necessário aprofundar os conhecimentos sobre essa mudança gasosa.

Vídeos sobre transformação isobárica

Estudar termodinâmica pode ser estressante. Afinal, assim como na transformação que estudamos nesse texto, a pressão é constante. Dessa maneira, para que seu trabalho seja positivo, selecionamos alguns vídeos sobre esse assunto. Confira:

Experimento sobre transformações gasosas

O professor Claudio Furukawa realiza um experimento sobre mudanças de estado. Por isso, é possível observar como um gás se comporta durante uma transformação à pressão constante. Além disso, esse experimento pode ser repetido em feiras de ciência.

Equação geral dos gases e transformações gasosas

O professor Marcelo Boaro explica como é possível obter a equação geral dos gases por meio das transformações gasosas. Para isso, ele relembra os tipos de transformação. Por exemplo, isocórica, isobárica, isotérmica e adiabática. Além disso, ao fim do vídeo, Boaro resolve um exercício de aplicação.

Transformações gasosas

O canal Chama o Físico explica três das quatro transformações gasosas. Isto é, todas aquelas que possuem o prefixo “iso”. Por exemplo, isocórica, isobárica e isotérmica. Para isso, o vídeo é conduzido de maneira descontraída e didática..

Transformações gasosas podem formar ciclos termodinâmicos. Consequentemente, elas podem auxiliar na compreensão das máquinas térmicas. Além disso, um ciclo que é muito estudado é o ciclo de Carnot.

Referências