Legge generale dello stato gassoso

Il Legge generale dello stato gassoso si considera la combinazione delle tre leggi dei gas: la legge di Boyle, la legge di Gay-Lussac e la legge di Charles. Ognuno ha il compito di mettere in relazione due delle variabili fondamentali: Pressione, Volume e Temperatura.

La Legge Generale dello Stato Gassoso stabilisce la Relazione costante tra Pressione, Volume e Temperatura, sotto forma dell'Equazione:

PV / T = P'V '/ T'

Significa che il Rapporto pressione-volume rispetto alla temperatura avrà il stesso valore sia all'inizio che alla fine di un processo che coinvolge il gas. Tale processo può essere un'espansione o una contrazione.

Caratteristiche e proprietà dei gas

Sapendo che i gas sono costituiti da molecole in rapido movimento, possiamo capire perché si comportano in quel modo. Se scendiamo in una profonda miniera o saliamo in ascensore, i nostri timpani rispondono al cambiamento di altitudine.

Ad alta quota, le molecole d'aria sono più distanti e alla profondità di una miniera sono più vicine che a livello del mare. Supponendo che le temperature siano le stesse, le molecole si muovono alla stessa velocità, in realtà alla stessa velocità. velocità media, ma in miniera colpiscono il timpano in numero maggiore che a livello del mare, nello stesso intervallo di tempo metereologico.

Questo bombardamento più intenso (più pressione) dei timpani è ciò che produce nelle orecchie la peculiare sensazione di una discesa in una profonda miniera.

Legge di Boyle

La legge di Boyle è una delle leggi dei gas e si riferisce alla Variazione del volume di un gas a causa della pressione. Robert Boyle è stato il primo a studiare attentamente l'effetto della pressione sui volumi dei gas.

Osservò che tutti i gas si comportano allo stesso modo quando sottoposti a variazioni di pressione, purché La temperatura rimane costante.

Si può affermare come segue:

"Il volume di tutto il gas secco, a temperatura costante, varia inversamente alla pressione a cui è sottoposto"

Può essere espresso matematicamente come segue:

V varia come 1 / P

V = k (costante) * 1 / P

Oppure V * P = k

Si esprime quindi anche:

"Per qualsiasi massa di gas secco a temperatura costante, il prodotto di volume e pressione è costante."

Carlo Legge

Charles studiò l'espansione dei gas e mostrò che, mantenendo la pressione costante, tutti i gas si espandono in egual misura quando vengono riscaldati di un determinato numero di gradi.

Se si misura un volume di gas a 32°F e si alza la temperatura a 33°F senza variare la Pressione, l'aumento di Volume è pari a 1/492 dell'originale.

La legge di Charles ha come espressione matematica:

V / T = V '/ T'

Indica che la relazione tra Volume e Temperatura è la stessa, sia in uno stato iniziale che in uno stato finale. Questo se il Pressione costante.

Legge di Gay-Lussac

Gay-Lussac ha enunciato la Legge che stabilisce come sono correlate Pressione e Temperatura quando mantenute costante il volume occupato dal gas.

Quando la pressione è bassa, le molecole di gas saranno più agitate. Questo è correlato a una temperatura elevata. D'altra parte, una pressione più alta compatta le molecole e il sistema si raffredda.

La legge di Gay Lussac è espressa matematicamente come:

P / T = P '/ T'

Legge generale dello stato gassoso

Ogni volta che viene misurata una data massa di gas, annotare non solo il volume, ma anche la pressione e la temperatura alla quale è stata effettuata la misurazione. Spesso è necessario calcolare il Volume in condizioni NTP (Normal Temperature and Pressure), quando il volume è dato in condizioni diverse da queste.

La Legge Generale dello Stato Gassoso tiene conto di tutte le variabili come fluttuanti da uno stato di equilibrio all'altro, senza che una di esse sia costante.

PV / T = P'V '/ T'

Si continua a stabilire che la Relazione di queste tre variabili è costante: Pressione-Volume tra Temperatura.

Esempi di diritto generale dello stato gassoso

1.-Una quantità di gas occupa 300 ml a 283 K e 750 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 760mmHg.

P = 750 mmHg

V = 300 ml

T = 283 K

P'= 760mmHg

V '=?

T'= 273K

PV / T = P'V '/ T'

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

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

V'= 286 ml

2.-Una quantità di gas occupa 250 ml a 343 K e 740 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 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 '= (740 mmHg) (250 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (343 K)

V'= 194 ml

3.-Una quantità di gas occupa 100 ml a 453 K e 770 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 760mmHg.

P = 770 mmHg

V = 100 ml

T = 453 K

P'= 760mmHg

V '=?

T'= 273K

PV / T = P'V '/ T'

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

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

V'= 61 ml

4.-Una quantità di gas occupa 1500 ml a 293 K e 745 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 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 '= (745 mmHg) (1500 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (293 K)

V'= 1370 ml

5.-Una quantità di gas occupa 2400 ml a 323 K e 767 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 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 '= (767 mmHg) (2400 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (323 K)

V’= 2047 ml

6.-Una quantità di gas occupa 1250 ml a 653 K e 800 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 760mmHg.

P = 800 mmHg

V = 1250 ml

T = 653 K

P'= 760mmHg

V '=?

T'= 273K

PV / T = P'V '/ T'

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

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

V'= 550 ml

7.-Una quantità di gas occupa 890 ml a 393 K e 810 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 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 '= (810 mmHg) (890 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (393 K)

V'= 659 ml

8.-Una quantità di gas occupa 320 ml a 233 K e 820 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 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 '= (820 mmHg) (320 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (233 K)

V'= 404 ml

9.-Una quantità di gas occupa 1210 ml a 413 K e 795 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 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 '= (795 mmHg) (1210 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (413 K)

V’= 837 ml

10.-Una quantità di gas occupa 900 ml a 288 K e 725 mmHg di pressione. Trova il volume in condizioni normali: 273K e 760mmHg.

P = 725 mmHg

V = 900 ml

T = 288 K

P'= 760mmHg

V '=?

T'= 273K

PV / T = P'V '/ T'

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

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

V'= 814 ml