Общ закон на газообразната държава

The Общ закон на газообразната държава разглежда се комбинацията от трите газови закона: Закона на Бойл, Закона на Гей-Люсак и Закона на Чарлз. Всеки отговаря за свързването на две от основните променливи: налягане, обем и температура.

Общият закон на газообразната държава установява постоянната връзка между налягането, обема и температурата под формата на уравнението:

PV / T = P’V ’/ T’

Това означава, че Съотношение налягане-обем спрямо температура ще има еднаква стойност както в началото, така и в края на процес, включващ газ. Такъв процес може да бъде разширяване или свиване.

Характеристики и свойства на газовете

Знаейки, че газовете са изградени от бързо движещи се молекули, можем да разберем защо действат по начина, по който действат. Ако се спуснем в дълбока мина или се качим с асансьор, тъпанчетата ни реагират на промяната в надморската височина.

На голяма надморска височина молекулите на въздуха са по-отдалечени и на дълбочината на мината са по-близо една до друга, отколкото на морското равнище. Ако приемем, че температурите са еднакви, молекулите се движат със същата скорост, всъщност със същата скорост. средна скорост, но в мината те удрят тъпанчето в по-голям брой, отколкото на морското равнище, в същия интервал от метеорологично време.

Това по-интензивно бомбардиране (по-голям натиск) на тъпанчетата създава в ушите особеното усещане за спускане в дълбока мина.

Законът на Бойл

Законът на Бойл е един от газовите закони и се отнася до Промяна в обема на даден газ поради налягане. Робърт Бойл беше първият, който внимателно проучи ефекта на налягането върху обемите на газовете.

Той отбеляза, че всички газове се държат по същия начин, когато са подложени на промени в налягането, при условие че Температурата остава постоянна.

Може да се заяви, както следва:

„Обемът на целия сух газ при постоянна температура варира обратно на налягането, на което е подложен“

Може да се изрази математически по следния начин:

V варира като 1 / P

V = k (константа) * 1 / P

Или V * P = k

Следователно се изразява също така:

„За всяка маса сух газ при постоянна температура произведението на обема и налягането е постоянно.“

Чарлз Лоу

Чарлз изследва разширяването на газовете и показва, че, поддържайки налягането постоянно, всички газове се разширяват в еднаква степен при нагряване с определен брой градуси.

Ако обемът на газа се измерва при 32 ° F и температурата се повиши до 33 ° F, без да се променя налягането, увеличаването на обема е равно на 1/492 от оригинала.

Законът на Чарлз има като математически израз:

V / T = V ’/ T’

Това показва, че връзката между обема и температурата е еднаква, както в начално, така и в крайно състояние. Това ако Постоянен натиск.

Закон за гей-Лусак

Gay-Lussac обяви закона, който установява как са свързани налягането и температурата, когато се поддържат постоянен обемът, който газът заема.

Когато налягането е ниско, молекулите на газа ще бъдат по-развълнувани. Това е свързано с висока температура. От друга страна, по-високото налягане ще уплътни молекулите и системата ще се охлади.

Законът на гей Лусак се изразява математически като:

P / T = P ’/ T’

Общ закон на газообразната държава

Винаги, когато се измерва дадена маса газ, отбелязвайте не само обема, но и налягането и температурата, при които е направено измерването. Често е необходимо да се изчисли обемът при условия на NTP (нормална температура и налягане), когато обемът се дава при условия, различни от тези.

Общият закон на газообразната държава отчита всички променливи като вариращи от едно състояние на равновесие в друго, без нито една от тях да е постоянна.

PV / T = P’V ’/ T’

Продължава да се установява, че връзката на тези три променливи е постоянна: налягане-обем между температурата.

Примери за общия закон на газообразната държава

1.-Количество газ заема 300 ml при 283K и 750 mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 750mmHg

V = 300ml

T = 283K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 286 мл

2.-Количество газ заема 250ml при 343K и 740mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 740mmHg

V = 250ml

T = 343K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 194 ml

3. - Количество газ заема 100 ml при 453K и 770 mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 770mmHg

V = 100ml

T = 453K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 61 ml

4.-Количество газ заема 1500ml при 293K и 745mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 745mmHg

V = 1500ml

T = 293K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (745mmHg) (1500ml) (273K) / (760mmHg) (293K)

V ’= 1370 мл

5.-Количество газ заема 2400ml при 323K и 767mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 767mmHg

V = 2400ml

T = 323K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 2047 мл

6. - Количество газ заема 1250 ml при 653K и 800 mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 800mmHg

V = 1250ml

T = 653K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 550 мл

7. - Количество газ заема 890 ml при 393K и 810 mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 810mmHg

V = 890ml

T = 393K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 659 мл

8. - Количество газ заема 320 ml при 233K и 820 mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 820mmHg

V = 320 мл

T = 233K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 404 мл

9.-Количество газ заема 1210ml при 413K и 795mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 795mmHg

V = 1210ml

T = 413K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (795mmHg) (1210ml) (273K) / (760mmHg) (413K)

V ’= 837 мл

10. - Количество газ заема 900 ml при 288K и 725 mmHg налягане. Намерете силата на звука при нормални условия: 273K и 760mmHg.

P = 725mmHg

V = 900ml

T = 288K

P ’= 760mmHg

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 814 мл