Algemene wet van de gasstaat

De Algemene wet van de gasstaat de combinatie van de drie wetten van gassen wordt overwogen: de wet van Boyle, de wet van Gay-Lussac en de wet van Charles. Elk is verantwoordelijk voor het met elkaar in verband brengen van twee van de fundamentele variabelen: druk, volume en temperatuur.

De algemene wet van de gasstaat stelt de constante relatie tussen druk, volume en temperatuur vast, in de vorm van de vergelijking:

PV / T = P’V ’/ T’

Het betekent dat de Druk-volume vs. temperatuurverhouding zal hebben dezelfde waarde zowel aan het begin als aan het einde van een proces waarbij gas betrokken is. Een dergelijk proces kan een uitbreiding of een krimp zijn.

Kenmerken en eigenschappen van gassen

Wetende dat gassen bestaan ​​uit snel bewegende moleculen, kunnen we begrijpen waarom ze werken zoals ze doen. Als we in een diepe mijn afdalen of met een lift omhoog gaan, reageren onze trommelvliezen op de verandering in hoogte.

Op grote hoogte staan ​​de luchtmoleculen verder uit elkaar, en op de diepte van een mijn staan ​​ze dichter bij elkaar dan op zeeniveau. Ervan uitgaande dat de temperaturen hetzelfde zijn, bewegen de moleculen met dezelfde snelheid, eigenlijk met dezelfde snelheid. gemiddelde snelheid, maar in de mijn raken ze het trommelvlies in grotere aantallen dan op zeeniveau, in hetzelfde interval van weer.

Dit intensere bombardement (meer druk) van de trommelvliezen veroorzaakt in de oren het eigenaardige gevoel van een afdaling in een diepe mijn.

De wet van Boyle

De wet van Boyle is een van de gaswetten en verwijst naar de Variatie in het volume van een gas als gevolg van druk. Robert Boyle was de eerste die het effect van druk op de volumes van gassen nauwkeurig bestudeerde.

Hij merkte op dat alle gassen zich op dezelfde manier gedragen wanneer ze worden onderworpen aan drukveranderingen, op voorwaarde dat de Temperatuur constant blijven.

Het kan als volgt worden vermeld:

"Het volume van al het droge gas, bij constante temperatuur, varieert omgekeerd evenredig met de druk waaraan het wordt blootgesteld"

Het kan wiskundig als volgt worden uitgedrukt:

V varieert als 1 / P

V = k (constante) * 1 / P

Of V * P = k

Het wordt daarom ook uitgedrukt:

"Voor elke massa droog gas bij constante temperatuur is het product van volume en druk constant."

Charles Law

Charles bestudeerde de uitzetting van gassen en toonde aan dat, wanneer de druk constant wordt gehouden, alle gassen in gelijke mate uitzetten bij verhitting met een bepaald aantal graden.

Als een gasvolume wordt gemeten bij 32 ° F en de temperatuur wordt verhoogd tot 33 ° F zonder de druk te wijzigen, is de toename in volume gelijk aan 1/492 van het origineel.

De wet van Charles heeft als wiskundige uitdrukking:

V / T = V ’/ T’

Het geeft aan dat de relatie tussen Volume en Temperatuur hetzelfde is, zowel in de begintoestand als in de eindtoestand. Dit als de Constante druk.

Wet Gay-Lussacac

Gay-Lussac verkondigde de wet die bepaalt hoe druk en temperatuur gerelateerd zijn wanneer ze worden gehandhaafd constant het volume dat het gas inneemt.

Wanneer de druk laag is, zullen de gasmoleculen meer in beweging komen. Dit heeft te maken met een hoge temperatuur. Anderzijds zal een hogere druk de moleculen verdichten en zal het systeem afkoelen.

De wet van Gay Lussac wordt wiskundig uitgedrukt als:

P / T = P ’/ T’

Algemene wet van de gasstaat

Telkens wanneer een bepaalde gasmassa wordt gemeten, noteer dan niet alleen het volume, maar ook de druk en temperatuur waarbij de meting werd uitgevoerd. Het is vaak nodig om het volume te berekenen bij NTP-omstandigheden (normale temperatuur en druk), wanneer het volume wordt gegeven onder andere omstandigheden dan deze.

De algemene wet van de gasvormige toestand houdt rekening met alle variabelen als fluctuerend van de ene evenwichtstoestand naar de andere, zonder dat één ervan constant is.

PV / T = P’V ’/ T’

Er wordt nog steeds vastgesteld dat de relatie tussen deze drie variabelen constant is: druk-volume tussen temperatuur.

Voorbeelden van de algemene wet van de gasstaat

1.-Een hoeveelheid gas neemt 300 ml in beslag bij 283K en 750 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 750 mmHg

V = 300 ml

T = 283K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 286 ml

2.-Een hoeveelheid gas neemt 250 ml in beslag bij 343K en 740 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 740 mmHg

V = 250ml

T = 343K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 194 ml

3.-Een hoeveelheid gas neemt 100 ml in beslag bij 453K en 770 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 770 mmHg

V = 100 ml

T = 453K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 61 ml

4.-Een hoeveelheid gas neemt 1500 ml in beslag bij 293K en 745 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 745 mmHg

V = 1500ml

T = 293K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 1370 ml

5.-Een hoeveelheid gas neemt 2400 ml in beslag bij 323K en 767 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 767 mmHg

V = 2400ml

T = 323K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 2047 ml

6.-Een hoeveelheid gas neemt 1250 ml in beslag bij 653K en 800 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 800 mmHg

V = 1250 ml

T = 653 K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 550 ml

7.-Een hoeveelheid gas neemt 890 ml in beslag bij 393 K en 810 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 810 mmHg

V = 890 ml

T = 393K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 659 ml

8.-Een hoeveelheid gas neemt 320 ml in beslag bij 233K en 820 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 820 mmHg

V = 320 ml

T = 233 K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 404 ml

9.-Een hoeveelheid gas neemt 1210 ml in beslag bij 413K en 795 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 795 mmHg

V = 1210ml

T = 413K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 837 ml

10.-Een hoeveelheid gas neemt 900 ml in beslag bij 288K en 725 mmHg druk. Vind het volume onder normale omstandigheden: 273K en 760 mmHg.

P = 725 mmHg

V = 900 ml

T = 288 K

P '= 760 mmHg

V'=?

T '= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ’= 814 ml