ガス状状態の一般法

ザ・ ガス状状態の一般法 ボイルの法則、ゲイ・リュサックの法則、シャルルの法則の3つのガス法則の組み合わせが考慮されます。 それぞれが、圧力、体積、温度という2つの基本的な変数の関連付けを担当します。

気体状態の一般法則は、次の方程式の形式で、圧力、体積、および温度の間の一定の関係を確立します。

PV / T = P’V ’/ T’

それは、 圧力-体積対温度比 があります 最初と最後の両方で同じ値 ガスを含むプロセスの。 このようなプロセスは、拡大または縮小することができます。

ガスの特性と性質

ガスは動きの速い分子で構成されていることを知っているので、なぜガスがそのように作用するのかを理解できます。 深い鉱山に降りたり、エレベーターで上がったりすると、鼓膜は高度の変化に反応します。

高高度では、空気分子はさらに離れており、鉱山の深さでは、海面よりも空気分子が接近しています。 温度が同じであると仮定すると、分子は同じ速度で、実際には同じ速度で移動します。 平均速度ですが、鉱山では、同じ間隔で、海面よりも多くの数で鼓膜に衝突しました。 天気。

鼓膜のこのより激しい衝撃（より多くの圧力）は、耳に深い鉱山への降下の独特の感覚を生み出すものです。

ボイルの法則

ボイルの法則はガス法則の1つであり、 圧力によるガスの体積の変化. ロバートボイルは、ガスの量に対する圧力の影響を注意深く研究した最初の人でした。

彼は、圧力変化にさらされたとき、すべてのガスが同じように振る舞うことを観察しました。 温度は一定に保たれます.

それは次のように述べることができます：

「一定温度でのすべての乾燥ガスの体積は、それがさらされる圧力に反比例して変化します」

それは数学的に次のように表現することができます：

Vは1 / Pとして変化します

V = k（定数）* 1 / P

またはV * P = k

したがって、次のようにも表現されます。

「一定温度の乾燥ガスの質量に対して、体積と圧力の積は一定です。」

シャルルの法則

チャールズはガスの膨張を研究し、圧力を一定に保ちながら、指定された度数で加熱するとすべてのガスが同じ程度に膨張することを示しました。

ガスの体積を32°Fで測定し、圧力を変えずに温度を33°Fに上げると、体積の増加は元の1/492に等しくなります。

シャルルの法則は、数式として次のようになります。

V / T = V ’/ T’

これは、初期状態と最終状態の両方で、体積と温度の関係が同じであることを示しています。 これは 定圧.

ゲイ・リュサックの法則

ゲイ・ルサックは、維持されたときに圧力と温度がどのように関連するかを確立する法律を発表しました ガスが占める体積を一定にする.

圧力が低いと、ガス分子はさらに攪拌されます。 これは高温に関係しています。 一方、圧力が高くなると分子が圧縮され、システムが冷却されます。

ゲイリュサックの法則は数学的に次のように表されます。

P / T = P ’/ T’

ガス状状態の一般法

特定のガスの質量を測定するときは常に、体積だけでなく、測定が行われた圧力と温度にも注意してください。 これら以外の条件で体積が与えられている場合、NTP（常温常圧）条件での体積を計算する必要があることがよくあります。

気体状態の一般法則は、すべての変数を、ある平衡状態から別の平衡状態へと変動するものとして考慮しますが、それらの1つは一定ではありません。

PV / T = P’V ’/ T’

これらの3つの変数の関係は一定であることが引き続き確立されています：圧力-温度間の体積。

気体状態の一般法の例

1.-ある量のガスが283Kおよび750mmHgの圧力で300mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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 ml

2.-ある量のガスが343Kおよび740mmHgの圧力で250mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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.-ある量のガスが453Kおよび770mmHgの圧力で100mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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.-ある量のガスが293Kおよび745mmHgの圧力で1500mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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 ml

5.-ある量のガスが323Kおよび767mmHgの圧力で2400mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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 ml

6.-ある量のガスが653Kおよび800mmHgの圧力で1250mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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 ml

7.-ある量のガスは、393Kおよび810mmHgの圧力で890mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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 ml

8.-ある量のガスが233Kおよび820mmHgの圧力で320mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび760mmHg。

P = 820mmHg

V = 320ml

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.-ある量のガスが413Kおよび795mmHgの圧力で1210mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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 ml

10.-ある量のガスが288Kおよび725mmHgの圧力で900mlを占めます。 通常の状態でのボリュームを見つけます：273Kおよび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 ml