Loi générale de l'état gazeux

La Loi générale de l'état gazeux la combinaison des trois lois des gaz est envisagée: la loi de Boyle, la loi de Gay-Lussac et la loi de Charles. Chacun est chargé de relier deux des variables fondamentales: la pression, le volume et la température.

La loi générale de l'état gazeux établit la relation constante entre la pression, le volume et la température, sous la forme de l'équation :

PV / T = P’V’/T’

Cela signifie que le Rapport pression-volume par rapport à la température aura le même valeur au début et à la fin d'un processus impliquant du gaz. Un tel processus peut être une expansion ou une contraction.

Caractéristiques et propriétés des gaz

Sachant que les gaz sont constitués de molécules en mouvement rapide, nous pouvons comprendre pourquoi ils agissent comme ils le font. Si nous descendons dans une mine profonde ou montons dans un ascenseur, nos tympans réagissent au changement d'altitude.

À haute altitude, les molécules d'air sont plus éloignées les unes des autres, et à la profondeur d'une mine, elles sont plus proches qu'au niveau de la mer. En supposant que les températures soient les mêmes, les molécules se déplacent à la même vitesse, en fait à la même vitesse. vitesse moyenne, mais dans la mine ils frappent le tympan en plus grand nombre qu'au niveau de la mer, dans le même intervalle de la météo.

Ce bombardement plus intense (plus de pression) des tympans est ce qui produit dans les oreilles la sensation particulière d'une descente dans une mine profonde.

La loi de Boyle

La loi de Boyle est l'une des lois du gaz et fait référence à la Variation du volume d'un gaz due à la pression. Robert Boyle a été le premier à étudier attentivement l'effet de la pression sur les volumes de gaz.

Il a observé que tous les gaz se comportent de la même manière lorsqu'ils sont soumis à des changements de pression, à condition que le La température reste constante.

On peut l'énoncer ainsi :

"Le volume de tout gaz sec, à température constante, varie en raison inverse de la pression à laquelle il est soumis"

Il peut être exprimé mathématiquement comme suit :

V varie comme 1 / P

V = k (constante) * 1 / P

Ou V * P = k

Il s'exprime donc aussi :

"Pour toute masse de gaz sec à température constante, le produit du volume et de la pression est constant."

Loi Charles

Charles a étudié l'expansion des gaz et a montré que, en maintenant la pression constante, tous les gaz se dilatent dans une mesure égale lorsqu'ils sont chauffés d'un nombre spécifié de degrés.

Si un volume de gaz est mesuré à 32°F et que la température est élevée à 33°F sans faire varier la Pression, l'augmentation de Volume est égale à 1/492 de l'original.

La loi de Charles a comme expression mathématique :

V/T = V’/T’

Il indique que la relation entre le volume et la température est la même, à la fois dans un état initial et dans l'état final. Ceci si le Pression constante.

Loi Gay-Lussac

Gay-Lussac a énoncé la loi qui établit comment la pression et la température sont liées lorsqu'elles sont maintenues constant le volume que le gaz occupe.

Lorsque la pression est basse, les molécules de gaz seront plus agitées. Ceci est lié à une température élevée. D'autre part, une pression plus élevée compactera les molécules et le système se refroidira.

La loi de Gay Lussac s'exprime mathématiquement par :

P / T = P '/ T'

Loi générale de l'état gazeux

Chaque fois qu'une masse donnée de gaz est mesurée, notez non seulement le volume, mais également la pression et la température auxquelles la mesure a été effectuée. Il est souvent nécessaire de calculer le Volume aux conditions NTP (Température et Pression Normales), lorsque le volume est donné dans des conditions autres que celles-ci.

La loi générale de l'état gazeux prend en compte toutes les variables comme fluctuant d'un état d'équilibre à un autre, sans qu'aucune d'entre elles ne soit constante.

PV / T = P’V’/T’

Il continue d'être établi que la Relation de ces trois variables est constante: Pression-Volume entre Température.

Exemples de la loi générale de l'état gazeux

1.-Une quantité de gaz occupe 300ml à 283K et 750mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 750 mmHg

V = 300 ml

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 ml

2.-Une quantité de gaz occupe 250ml à 343K et 740mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 740 mmHg

V = 250 ml

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.-Une quantité de gaz occupe 100 ml à 453K et 770 mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 770 mmHg

V = 100 ml

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.-Une quantité de gaz occupe 1500ml à 293K et 745mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 745 mmHg

V = 1500 ml

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 ml

5.-Une quantité de gaz occupe 2400ml à 323K et 767mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 767 mmHg

V = 2400 ml

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 ml

6.-Une quantité de gaz occupe 1250ml à 653K et 800mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 800 mmHg

V = 1250 ml

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 ml

7.-Une quantité de gaz occupe 890 ml à 393K et 810 mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 810 mmHg

V = 890 ml

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 ml

8.-Une quantité de gaz occupe 320ml à 233K et 820 mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 820 mmHg

V = 320 ml

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 ml

9.-Une quantité de gaz occupe 1210ml à 413K et 795mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 795 mmHg

V = 1210 ml

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 ml

10.-Une quantité de gaz occupe 900ml à 288K et 725mmHg de pression. Trouvez le Volume dans des conditions normales: 273K et 760mmHg.

P = 725 mmHg

V = 900 ml

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 ml