Kaasumaisen valtion yleinen laki

 Kaasumaisen valtion yleinen laki Kolmen kaasulain yhdistelmää pidetään: Boylen laki, Gay-Lussacin laki ja Charlesin laki. Kukin vastaa kahden perusmuuttujan yhdistämisestä: paine, tilavuus ja lämpötila.

Kaasumaisen valtion yleinen laki muodostaa paineen, tilavuuden ja lämpötilan jatkuvan suhteen yhtälön muodossa:

PV / T = P’V ’/ T’

Se tarkoittaa, että Paine-tilavuus vs. lämpötila-suhde tulee olemaan sama arvo sekä alussa että lopussa kaasuun liittyvän prosessin. Tällainen prosessi voi olla laajeneminen tai supistuminen.

Kaasujen ominaisuudet ja ominaisuudet

Kun tiedämme, että kaasut koostuvat nopeasti liikkuvista molekyyleistä, voimme ymmärtää, miksi ne toimivat samalla tavalla kuin he tekevät. Jos laskeudumme syvään kaivokseen tai nousemme hissillä, tärykalvomme reagoivat korkeuden muutokseen.

Suurilla korkeuksilla ilmamolekyylit ovat kauempana toisistaan, ja kaivoksen syvyydessä ne ovat lähempänä toisiaan kuin merenpinnalla. Olettaen, että lämpötilat ovat samat, molekyylit liikkuvat samalla nopeudella, tosiasiallisesti samalla nopeudella. keskinopeudella, mutta kaivoksessa ne osuivat tärykalvoon enemmän kuin merenpinnalla, samalla välein sää.

Tämä voimakkaampi tärykalvojen pommitus (suurempi paine) tuottaa korvissa erikoisen tunteen laskeutumisesta syvään kaivokseen.

Boylen laki

Boylen laki on yksi kaasulakista, ja se viittaa Paineen aiheuttama vaihtelu kaasun tilavuudessa. Robert Boyle tutki ensimmäisenä huolellisesti paineen vaikutusta kaasumääriin.

Hän huomautti, että kaikki kaasut käyttäytyvät samalla tavalla, kun ne altistuvat paineen muutoksille, jos Lämpötila pysyy vakiona.

Se voidaan sanoa seuraavasti:

"Kaikkien kuivien kaasujen tilavuus vakiolämpötilassa vaihtelee käänteisesti siihen kohdistuvaan paineeseen"

Se voidaan ilmaista matemaattisesti seuraavasti:

V vaihtelee arvona 1 / P

V = k (vakio) * 1 / P

Tai V * P = k

Siksi ilmaistaan ​​myös:

"Minkä tahansa kuivan kaasumassan vakiolämpötilassa tilavuuden ja paineen tulo on vakio."

Charles Law

Charles tutki kaasujen laajenemista ja osoitti, että pitämällä paine vakiona kaikki kaasut laajenevat yhtä suuressa määrässä asteita kuumennettaessa.

Jos kaasun tilavuus mitataan 32 ° F: ssa ja lämpötila nostetaan 33 ° F: seen ilman paineen muuttamista, tilavuuden kasvu on yhtä suuri kuin 1/492 alkuperäisestä.

Kaarlen lailla on matemaattinen lauseke:

V / T = V ’/ T’

Se osoittaa, että tilavuuden ja lämpötilan suhde on sama, sekä alkutilassa että lopputilassa. Tämä jos Jatkuva paine.

Gay-Lussac-laki

Gay-Lussac julisti lain, joka määrittää, kuinka paine ja lämpötila ovat yhteydessä toisiinsa, kun niitä ylläpidetään vakiona kaasun käyttämä tilavuus.

Kun paine on matala, kaasumolekyylit ovat levottomampia. Tämä liittyy korkeaan lämpötilaan. Toisaalta korkeampi paine tiivistää molekyylit ja järjestelmä jäähtyy.

Gay Lussacin laki ilmaistaan ​​matemaattisesti seuraavasti:

P / T = P ’/ T’

Kaasumaisen valtion yleinen laki

Aina kun mitataan tietty kaasumassa, huomioi paitsi tilavuus, myös paine ja lämpötila, jolla mittaus tehtiin. Usein on tarpeen laskea tilavuus NTP (normaali lämpötila ja paine) -olosuhteissa, kun tilavuus annetaan muissa kuin näissä olosuhteissa.

Kaasumaisen valtion yleisessä laissa otetaan huomioon kaikki muuttujat, jotka vaihtelevat tasapainotilasta toiseen ilman, että yksi niistä on vakio.

PV / T = P’V ’/ T’

On edelleen todettu, että näiden kolmen muuttujan suhde on vakio: Paineen ja tilavuuden välillä lämpötila.

Esimerkkejä kaasumaisen valtion yleisestä laista

1.-kaasumäärä vie 300 ml paineella 283 K ja 750 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 750 mmHg

V = 300 ml

T = 283 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 286 ml

2.-kaasumäärä vie 250 ml paineella 343 K ja paineella 740 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 740 mmHg

V = 250 ml

T = 343 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 194 ml

3.-kaasumäärä vie 100 ml paineella 453 K ja 770 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 770 mmHg

V = 100 ml

T = 453 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 61 ml

4.-kaasumäärä vie 1500 ml paineella 293 K ja paineella 745 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 745 mmHg

V = 1500 ml

T = 293 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 1370 ml

5.-kaasumäärä vie 2400ml paineella 323K ja 767mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 767 mmHg

V = 2400 ml

T = 323 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 2047 ml

6.-kaasumäärä vie 1250 ml paineella 653 K ja paineella 800 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 800 mmHg

V = 1250 ml

T = 653 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 550 ml

7.-Kaasumäärä vie 890 ml paineessa 393 K ja paineessa 810 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 810 mmHg

V = 890 ml

T = 393 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 659 ml

8.-kaasumäärä vie 320 ml paineella 233 K ja paineella 820 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 820 mmHg

V = 320 ml

T = 233 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 404 ml

9.-kaasumäärä vie 1210 ml paineella 413 K ja paineella 795 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 795 mmHg

V = 1210 ml

T = 413 kt

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 837 ml

10.-kaasumäärä vie 900 ml paineella 288 K ja paineella 725 mmHg. Etsi tilavuus normaaleissa olosuhteissa: 273 K ja 760 mmHg.

P = 725 mmHg

V = 900 ml

T = 288K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 kt

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 814 ml