Meleg-Lussac törvényi példa

A francia tudós Louis Joseph de Gay-Lussac tanulmányozta azokat a jelenségeket, amelyek egy gázzal fordulnak elő, amikor azt zárt tartályban (rögzített térfogat) tartalmazzák, és a hőmérséklet változó. A gázokat fizikai szempontból három jellemző alapján lehet tanulmányozni: kötet, amely az a hely, amelyet elfoglal, és amely kísérleti célokra az a kötet, amely kitölti a tartály. A nyomás, amely az az erő, amelyet a gáz gyakorol a tartály falaira, valamint az az erő, amely a gázra például egy dugattyú segítségével alkalmazható. A harmadik jellemző a hőmérséklet, mivel a gázok növelik mozgásukat, amikor a hőmérséklet emelkedik, és amikor csökken, mozgásuk is csökken.

Megfigyelései eredményeként rájött, hogy bizonyos gázmennyiséggel rendelkezik, és ez a kísérlet során nem változik, a gáz tömegének melegítése növeli annak kinetikus energia, molekulái elkezdenek távolodni egymástól, és a gáz tömege tágul, ennek következménye, hogy a gáz nyomása, amelyet a gáz tartály. Megfigyelte azt is, hogy a hőmérséklet csökkenésével csökken a gáz mozgási energiája és csökken a tartály falain kifejtett nyomás. Ezt foglalja össze a felhívás

Meleg Lussac törvénye:

A rögzített térfogatú gáz által az azt tartalmazó tartály falain kifejtett nyomás egyenesen arányos a hőmérséklet változásával.

Gay-Lussac törvényében egy adott gázmennyiség esetében mindig ugyanaz a kapcsolat van a nyomása és a hőmérséklete között, vagyis ez a kapcsolat mindig állandó. Ezt a következő képlet fejezi ki:

P / T = k
P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
P, P₁, P₂ = A gáz nyomása, amelyet atmoszférában (at) vagy grammban / négyzetcentiméterben (g / cm) lehet kifejezni²)
T, T₁, T₂ = Ez a gáz hőmérséklete, amelyet Celsius-fokban (° C) vagy fokban kifejezhetünk az abszolút nulla vagy Kelvin-fok (° K) skálán
k = a nyomás és a hőmérséklet viszonyának állandója az adott gázmennyiségre vonatkozóan.

Ebből a képletből összetevőinek értékei megoldhatók:

P / T = k
T = P / k
P = T * k

3 alkalmazott példa Gay-Lussac törvényére:

1. A tartály olyan térfogatú gázt tartalmaz, amely reggel 1,2 órakor 1,2 ° C-on, 22 ° C-os környezeti hőmérsékleten van. Számítsa ki a gáz nyomását, amikor a hőmérséklet délben 28 ° C-ra emelkedik

P₁ = 1,2 at
T₁ = 22 ° C
P₂ = ?
T₂ = 28 ° C

Először kiszámoljuk a gáz állandóját:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

Most megoldjuk a P értékét₂:

P₂ = T₂* k = (28) (0,0545) = 1,526 at

Délben tehát 1526 atmoszféra lesz a nyomás.

2. A tartály 25 g / cm nyomású gázmennyiséget tartalmaz²24 ° C-os környezeti hőmérsékleten. Számítsa ki a gáz nyomását, amikor a hőmérséklete 18 ° C-kal csökken.

P₁ = 25 g / cm²
T₁ = 24 ° C
P₂ = ?
T₂ = (24-18) = 6 ° C

Először kiszámoljuk a gáz állandóját:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
25 / 24 = 1.0416

Most megoldjuk a P értékét₂:

P₂ = T₂* k = (6) (1,0416) = 6,25 g / cm²

A hőmérséklet 18 ° C-os csökkentésével a végső hőmérséklet 6 ° C lesz, a nyomás pedig 6,25 g / cm².

3. Számítsa ki egy térfogatú gáz kezdeti hőmérsékletét, ha tudjuk, hogy kezdeti nyomása 3,5 ° C-on volt, és amikor eléri a 67 ° C-ot, akkor 16,75 ° C-os nyomás.

P₁ = 3,5 at
T₁ = ?
P₂ = 16,75
T₂ = 67 ° C

Először kiszámoljuk a gáz állandóját:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

Most megoldjuk a T értékét₁:

T₁ = P₁/ k = (3,5) / (0,25) = 14 ° C

A kezdeti hőmérséklet 14 ° C volt.