القانون العام للدولة الغازية

ال القانون العام للدولة الغازية يتم أخذ الجمع بين قوانين الغازات الثلاثة في الاعتبار: قانون بويل وقانون جاي-لوساك وقانون تشارلز. كل واحد مسؤول عن ربط اثنين من المتغيرات الأساسية: الضغط والحجم ودرجة الحرارة.

يحدد القانون العام للدولة الغازية العلاقة المستمرة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة ، في شكل المعادلة:

PV / T = P’V ’/ T’

هذا يعني أن ملف الضغط-الحجم مقابل نسبة درجة الحرارة سيحصل على نفس القيمة في كل من البداية والنهاية لعملية تنطوي على الغاز. يمكن أن تكون هذه العملية توسعًا أو انكماشًا.

خصائص وخصائص الغازات

مع العلم أن الغازات تتكون من جزيئات سريعة الحركة ، يمكننا أن نفهم لماذا تتصرف بالطريقة التي تعمل بها. إذا نزلنا إلى منجم عميق أو صعدنا في مصعد ، فإن طبلة الأذن لدينا تستجيب للتغير في الارتفاع.

في الارتفاعات العالية ، تكون جزيئات الهواء متباعدة ، وفي عمق المنجم تكون أقرب معًا من بعضها عند مستوى سطح البحر. بافتراض أن درجات الحرارة هي نفسها ، فإن الجزيئات تتحرك بنفس السرعة ، في الواقع بنفس السرعة. متوسط ​​السرعة ، لكن في المنجم ضربوا طبلة الأذن بأعداد أكبر من مستوى سطح البحر ، في نفس الفترة الجو.

هذا القصف الشديد (المزيد من الضغط) على طبلة الأذن هو ما ينتج في الأذنين إحساسًا غريبًا بالنزول إلى منجم عميق.

قانون بويل

قانون بويل هو أحد قوانين الغاز ، ويشير إلى التباين في حجم الغاز بسبب الضغط. كان روبرت بويل أول من درس بعناية تأثير الضغط على أحجام الغازات.

لاحظ أن جميع الغازات تتصرف بنفس الطريقة عند تعرضها لتغيرات الضغط ، بشرط أن يكون تبقى درجة الحرارة ثابتة.

يمكن ذكرها على النحو التالي:

"حجم كل الغاز الجاف ، عند درجة حرارة ثابتة ، يختلف عكسيًا حسب الضغط الذي يتعرض له"

يمكن التعبير عنها رياضيًا على النحو التالي:

يختلف V كـ 1 / P.

V = ك (ثابت) * 1 / ف

أو V * P = k

لذلك يتم التعبير عنها أيضًا:

"لأي كتلة من الغاز الجاف عند درجة حرارة ثابتة ، يكون ناتج الحجم والضغط ثابتًا."

تشارلز لو

درس تشارلز تمدد الغازات وأظهر أنه ، مع الحفاظ على الضغط ثابتًا ، تتمدد جميع الغازات إلى حد متساوٍ عند تسخينها بعدد محدد من الدرجات.

إذا تم قياس حجم الغاز عند 32 درجة فهرنهايت وتم رفع درجة الحرارة إلى 33 درجة فهرنهايت دون تغيير الضغط ، فإن الزيادة في الحجم تساوي 1/492 من الأصل.

قانون تشارلز كتعبير رياضي:

V / T = V '/ T'

يشير إلى أن العلاقة بين الحجم ودرجة الحرارة هي نفسها ، سواء في الحالة الأولية أو في الحالة النهائية. هذا إذا كان ضغط مستمر.

قانون مثلي الجنس لوساك

أعلن جاي لوساك القانون الذي يحدد كيفية ارتباط الضغط ودرجة الحرارة عند الحفاظ عليهما ثابت الحجم الذي يشغله الغاز.

عندما يكون الضغط منخفضًا ، ستهتز جزيئات الغاز بشكل أكبر. هذا مرتبط بارتفاع درجة الحرارة. من ناحية أخرى ، سيؤدي الضغط العالي إلى ضغط الجزيئات وسيبرد النظام.

يتم التعبير عن قانون جاي لوساك رياضيًا على النحو التالي:

P / T = P '/ T'

القانون العام للدولة الغازية

عندما يتم قياس كتلة معينة من الغاز ، لاحظ ليس فقط الحجم ، ولكن أيضًا الضغط ودرجة الحرارة التي تم إجراء القياس بها. غالبًا ما يكون من الضروري حساب الحجم في ظروف NTP (درجة الحرارة والضغط العادية) ، عندما يتم إعطاء الحجم في ظل ظروف أخرى غير هذه.

يأخذ القانون العام للدولة الغازية في الاعتبار جميع المتغيرات على أنها متقلبة من حالة توازن إلى أخرى ، دون أن تكون إحداها ثابتة.

PV / T = P’V ’/ T’

لا يزال من الثابت أن علاقة هذه المتغيرات الثلاثة ثابتة: الضغط والحجم بين درجة الحرارة.

أمثلة على القانون العام للدولة الغازية

1. - كمية من الغاز تحتل 300 مل عند ضغط 283 كلفن و 750 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 750 مم زئبق

V = 300 مل

T = 283 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (750mmHg) (300ml) (273K) / (760mmHg) (283K)

V '= 286 مل

2. - كمية من الغاز تحتل 250 مل عند ضغط 343 كلفن و 740 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 740 مم زئبق

V = 250 مل

T = 343 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (740mmHg) (250ml) (273K) / (760mmHg) (343K)

الخامس = 194 مل

3. - كمية من الغاز تحتل 100 مل عند ضغط 453 كلفن و 770 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 770 مم زئبق

V = 100 مل

T = 453 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (770mmHg) (100ml) (273K) / (760mmHg) (453K)

V '= 61 مل

4. - كمية من الغاز تحتل 1500 مل عند 293 كلفن و 745 ملم زئبقي من الضغط. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 745 مم زئبق

V = 1500 مل

T = 293 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (745 ملم زئبق) (1500 مل) (273 كلفن) / (760 ملم زئبق) (293 كلفن)

الخامس = 1370 مل

5. - كمية من الغاز تحتل 2400 مل عند ضغط 323 كلفن و 767 ملم زئبقي. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 767 مم زئبق

V = 2400 مل

T = 323 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (767mmHg) (2400ml) (273K) / (760mmHg) (323K)

الخامس = 2047 مل

6. - كمية من الغاز تحتل 1250 مل عند ضغط 653 كلفن و 800 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 800 مم زئبق

V = 1250 مل

T = 653 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (800mmHg) (1250ml) (273K) / (760mmHg) (653K)

الخامس '= 550 مل

7- كمية من الغاز تحتل 890 مل عند ضغط 393 كلفن و 810 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 810 مم زئبق

V = 890 مل

T = 393 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (810mmHg) (890ml) (273K) / (760mmHg) (393K)

V '= 659 مل

8. -كمية من الغاز تشغل 320 مل عند ضغط 233 كلفن و 820 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 820 مم زئبق

V = 320 مل

T = 233 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (820mmHg) (320ml) (273K) / (760mmHg) (233K)

V '= 404 مل

9- كمية من الغاز تحتل 1210 مل عند ضغط 413 كلفن و 795 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 795 مم زئبق

V = 1210 مل

T = 413 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (795 مم زئبق) (1210 مليلتر) (273 كلفن) / (760 مم زئبق) (413 كلفن)

V '= 837 مل

10- كمية من الغاز تحتل 900 مل عند ضغط 288 كلفن و 725 مم زئبق. أوجد الحجم في الظروف العادية: 273 كلفن و 760 مم زئبق.

P = 725 مم زئبق

V = 900 مل

T = 288 ك

P '= 760 مم زئبق

V '=؟

T '= 273 ألف

PV / T = P’V ’/ T’

V '= (P V T') / (P 'T)

V '= (725mmHg) (900ml) (273K) / (760mmHg) (288K)

V '= 814 مل