Bendras dujinės valstybės įstatymas

The Bendras dujinės valstybės įstatymas svarstomas trijų dujų įstatymų derinys: Boyle'o, Gay-Lussaco ir Charleso įstatymai. Kiekvienas yra atsakingas už dviejų pagrindinių kintamųjų susiejimą: slėgį, tūrį ir temperatūrą.

Bendras dujinės būsenos įstatymas nustato nuolatinį slėgio, tūrio ir temperatūros santykį lygties pavidalu:

PV / T = P’V ’/ T’

Tai reiškia, kad Slėgio-tūrio ir temperatūros santykis turės ta pati vertė tiek pradžioje, tiek pabaigoje proceso, susijusio su dujomis, Toks procesas gali būti išsiplėtimas arba susitraukimas.

Dujų charakteristikos ir savybės

Žinodami, kad dujos susideda iš greitai judančių molekulių, galime suprasti, kodėl jos veikia taip, kaip elgiasi. Jei nusileidžiame į gilią kasyklą arba kylame liftu, mūsų būgneliai reaguoja į aukščio pokyčius.

Dideliame aukštyje oro molekulės yra toliau viena nuo kitos, o minos gylyje jos yra arčiau viena kitos nei jūros lygyje. Darant prielaidą, kad temperatūra yra vienoda, molekulės juda tuo pačiu greičiu, iš tikrųjų tuo pačiu greičiu. vidutinio greičio, tačiau minoje jie į būgną pataikė daugiau nei jūros lygyje, tuo pačiu intervalu oras.

Šis intensyvesnis ausies būgnelių bombardavimas (didesnis slėgis) sukelia ausyse savitą nusileidimo į gilų miną pojūtį.

Boyle'o įstatymas

Boyle'o įstatymas yra vienas iš dujų įstatymų ir nurodo Dujų tūrio kitimas dėl slėgio. Robertas Boyle'as pirmasis kruopščiai ištyrė slėgio poveikį dujų kiekiams.

Jis pastebėjo, kad visos dujos, veikiamos slėgio pokyčių, elgiasi vienodai, jei tik Temperatūra išlieka pastovi.

Tai galima teigti taip:

"Visų sausų dujų tūris esant pastoviai temperatūrai, atvirkščiai skiriasi nuo slėgio, kuriam jos yra daromos"

Matematiškai ją galima išreikšti taip:

V kinta kaip 1 / P

V = k (pastovi) * 1 / P

Arba V * P = k

Todėl taip pat išreiškiama:

"Bet kokios sausų dujų masės esant pastoviai temperatūrai tūrio ir slėgio sandauga yra pastovi."

Charles Law

Charlesas ištyrė dujų išsiplėtimą ir parodė, kad laikant slėgio pastovumą, visos dujos išsiplečia vienodai, kaitinant nurodytu laipsnių skaičiumi.

Jei dujų tūris matuojamas esant 32 ° F temperatūrai ir temperatūra nekeičiant slėgio pakeliama iki 33 ° F, tūrio padidėjimas yra lygus 1/492 originalo.

Karolio įstatymas turi matematinę išraišką:

V / T = V ’/ T’

Tai rodo, kad santykis tarp tūrio ir temperatūros yra vienodas tiek pradinėje, tiek galutinėje būsenoje. Tai jei Nuolatinis spaudimas.

Gėjų-Liusako įstatymas

Gay-Lussacas paskelbė įstatymą, nustatantį, kaip palaikomas slėgis ir temperatūra pastovus tūris, kurį užima dujos.

Kai slėgis žemas, dujų molekulės bus labiau sujaudintos. Tai susiję su aukšta temperatūra. Kita vertus, didesnis slėgis molekules sutankins ir sistema atvės.

Gay Lussac įstatymas matematiškai išreiškiamas taip:

P / T = P ’/ T’

Bendras dujinės valstybės įstatymas

Kai matuojama tam tikra dujų masė, atkreipkite dėmesį ne tik į tūrį, bet ir į slėgį bei temperatūrą, prie kurios buvo atliekamas matavimas. Dažnai reikia apskaičiuoti tūrį esant NTP (normalios temperatūros ir slėgio) sąlygoms, kai tūris nurodomas kitomis nei šiomis sąlygomis.

Bendrajame dujinės būsenos įstatyme atsižvelgiama į visus kintamuosius, kurie svyruoja iš vienos pusiausvyros būsenos į kitą, o vienas iš jų nėra pastovus.

PV / T = P’V ’/ T’

Toliau nustatoma, kad šių trijų kintamųjų santykis yra pastovus: slėgio ir tūrio tarp temperatūros.

Dujinės valstybės bendrojo įstatymo pavyzdžiai

1. Dujų kiekis užima 300 ml esant 283K ir 750mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 750 mmHg

V = 300 ml

T = 283K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (750mmHg) (300ml) (273K) / (760mmHg) (283K)

V ’= 286 ml

2. dujų kiekis užima 250 ml esant 343K ir 740mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 740 mmHg

V = 250 ml

T = 343K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (740mmHg) (250ml) (273K) / (760mmHg) (343K)

V ’= 194 ml

3. dujų kiekis užima 100 ml esant 453K ir 770mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 770 mmHg

V = 100 ml

T = 453K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (770mmHg) (100ml) (273K) / (760mmHg) (453K)

V ’= 61 ml

4. dujų kiekis užima 1500 ml esant 293K ir 745mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 745 mmHg

V = 1500 ml

T = 293K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (745mmHg) (1500ml) (273K) / (760mmHg) (293K)

V ’= 1370 ml

5. dujų kiekis užima 2400ml esant 323K ir 767mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 767 mmHg

V = 2400ml

T = 323K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (767mmHg) (2400ml) (273K) / (760mmHg) (323K)

V ’= 2047 ml

6.-Dujų kiekis užima 1250ml esant 653K ir 800mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 800 mmHg

V = 1250ml

T = 653 tūkst

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (800mmHg) (1250ml) (273K) / (760mmHg) (653K)

V ’= 550 ml

7.-Dujų kiekis užima 890ml esant 393K ir 810mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 810 mmHg

V = 890ml

T = 393K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (810mmHg) (890ml) (273K) / (760mmHg) (393K)

V ’= 659 ml

8. dujų kiekis užima 320 ml esant 233K ir 820 mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 820 mmHg

V = 320 ml

T = 233K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (820mmHg) (320ml) (273K) / (760mmHg) (233K)

V ’= 404 ml

9.-Dujų kiekis užima 1210ml esant 413K ir 795mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 795 mmHg

V = 1210ml

T = 413K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (795mmHg) (1210ml) (273K) / (760mmHg) (413K)

V ’= 837 ml

10.-Dujų kiekis užima 900 ml esant 288K ir 725mmHg slėgiui. Raskite tūrį normaliomis sąlygomis: 273K ir 760mmHg.

P = 725 mmHg

V = 900 ml

T = 288K

P ’= 760 mmHg

V ’=?

T ’= 273 tūkst

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (725mmHg) (900ml) (273K) / (760mmHg) (288K)

V ’= 814 ml