გეი-ლუსაკის სამართლის მაგალითი

ფრანგი მეცნიერი ლუი ჯოზეფ დე გეი-ლუსაკი შეისწავლა გაზთან მომხდარი მოვლენები, როდესაც იგი შეიცავს დახურულ ჭურჭელში (ფიქსირებული მოცულობა) და ტემპერატურა იცვლება. გაზების ფიზიკური თვალსაზრისით შესწავლა შესაძლებელია სამი მახასიათებელიდან: მოცულობა, რომელი სივრცეა იგი დაკავებული, და რომელი ექსპერიმენტული მიზნებისათვის არის მოცულობა, რომელიც ავსებს ა კონტეინერი. წნევა, რომელიც არის ძალა, რომელსაც აირი ახდენს კონტეინერის კედლებზე და ასევე ძალა, რომელიც შეიძლება გაზზე გამოიყენოს, მაგალითად, დგუშის საშუალებით. მესამე მახასიათებელია ტემპერატურა, ვინაიდან გაზები ზრდის მათ მოძრაობას, როდესაც ტემპერატურა იზრდება და როდესაც იკლებს, მათი მოძრაობაც იკლებს.

მისი დაკვირვების შედეგად, მან გააცნობიერა, რომ გარკვეული მოცულობის გაზი აქვს და ეს ცვალებადი არ არის ექსპერიმენტის განმავლობაში, გაზის მასის გათბობა ზრდის მის კინეტიკური ენერგია, მისი მოლეკულები იწყებენ დაშორებას ერთმანეთისგან და აირის მასა ფართოვდება, რასაც შედეგად მოჰყვება წნევა, რომელსაც გაზს ახდენს კედლების კედლები კონტეინერი. მან ასევე დააკვირდა, რომ ტემპერატურის შემცირებისას, აირის კინეტიკური ენერგია იკლებს და კონტეინერის კედლებზე ზეწოლა მცირდება. ეს შეჯამებულია ზარში

გეი ლუსაკის კანონი:

გაზის ფიქსირებული მოცულობით გამოწვეული წნევა კედელზე, რომელიც შეიცავს მას, პირდაპირპროპორციულია ტემპერატურის ვარიაციასთან.

გეი-ლუსაკის კანონში, გაზის მოცემული მოცულობისთვის, ყოველთვის არსებობს იგივე ურთიერთობა მის წნევასა და ტემპერატურას შორის, ანუ ეს ურთიერთობა ყოველთვის მუდმივია. ეს გამოიხატება შემდეგი ფორმულით:

P / T = k
პ₁/ ტ₁ = პ₂/ ტ₂ = კ
P, P₁, პ₂ = გაზის წნევა, რომელიც შეიძლება გამოიხატოს ატმოსფეროში (გრადუსით) ან გრამი კვადრატულ სანტიმეტრზე (გ / სმ)²)
თ, თ₁თ₂ = ეს არის გაზის ტემპერატურა, რომელიც შეიძლება გამოიხატოს ცელსიგრადუსის (° C) ან გრადუსით აბსოლუტური ნულის ან კელვინის (° K) მასშტაბით
k = არის წნევის და ტემპერატურის მიმართულების მუდმივი გაზის ამ კონკრეტული მოცულობისთვის.

ამ ფორმულის მიხედვით, მისი კომპონენტების მნიშვნელობები შეიძლება გადაწყდეს:

P / T = k
T = P / კ
P = T * k

გეი-ლუსაკის კანონის 3 გამოყენებული მაგალითი:

1. კონტეინერში შედის გაზის მოცულობა, რომელიც არის 1,2 ზეწოლის ქვეშ, დილის 10 საათზე 22 ° C– ის გარემოს ტემპერატურაზე. გამოთვალეთ წნევა, რომელიც გაზს ექნება, როდესაც შუადღისას ტემპერატურა 28 ° C- მდე გაიზრდება

პ₁ = 1,2 საათზე
თ₁ = 22 ° C
პ₂ = ?
თ₂ = 28 ° C

პირველ რიგში გამოვთვლით ამ გაზის მუდმივას:

პ₁/ ტ₁ = პ₂/ ტ₂ = კ
1.2 / 22 = 0.0545

ახლა ჩვენ ვხსნით P- ს მნიშვნელობას₂:

პ₂ = თ₂* k = (28) (0,0545) = 1,526 at

შუადღისას წნევა იქნება 1,526 ატმოსფერო.

2. კონტეინერი შეიცავს გაზის მოცულობას, რომელიც არის 25 გ / სმ წნევაზე², 24 ° C ტემპერატურის პირობებში. გამოთვალეთ წნევა, რომელიც გაზს ექნება, როდესაც მისი ტემპერატურა შემცირდება 18 ° C– ით.

პ₁ = 25 გ / სმ²
თ₁ = 24 ° C
პ₂ = ?
თ₂ = (24-18) = 6 ° C

პირველ რიგში გამოვთვლით ამ გაზის მუდმივას:

პ₁/ ტ₁ = პ₂/ ტ₂ = კ
25 / 24 = 1.0416

ახლა ჩვენ ვხსნით P- ს მნიშვნელობას₂:

პ₂ = თ₂* k = (6) (1.0416) = 6.25 გ / სმ²

18 ° C ტემპერატურის შემცირებით, საბოლოო ტემპერატურა იქნება 6 ° C და წნევა 6,25 გ / სმ².

3. გამოთვალეთ გაზის მოცულობის საწყისი ტემპერატურა, თუ ვიცით, რომ მისი საწყისი წნევა იყო 3,5 ზე, ხოლო 67 ° C- ს მიაღწევს მისი წნევა 16,75 ზე.

პ₁ = 3.5 ზე
თ₁ = ?
პ₂ = 16,75 საათზე
თ₂ = 67 ° C

პირველ რიგში გამოვთვლით ამ გაზის მუდმივას:

პ₁/ ტ₁ = პ₂/ ტ₂ = კ
16.75 / 67 = 0.25

ახლა ჩვენ გადავწყვეტთ T მნიშვნელობას₁:

თ₁ = პ₁/ k = (3.5) / (0.25) = 14 ° C

საწყისი ტემპერატურა იყო 14 ° C.