Prawo ogólne państwa gazowego

 Prawo ogólne państwa gazowego rozważana jest kombinacja trzech praw gazu: prawa Boyle'a, prawa Gay-Lussaca i prawa Charlesa. Każdy z nich odpowiada za powiązanie dwóch podstawowych zmiennych: ciśnienia, objętości i temperatury.

Ogólne prawo stanu gazowego ustala stałą zależność między ciśnieniem, objętością i temperaturą w postaci równania:

PV/T = P’V’/T’

Oznacza to, że Stosunek ciśnienie-objętość do temperatury będzie miał ta sama wartość zarówno na początku, jak i na końcu procesu z udziałem gazu. Takim procesem może być ekspansja lub kurczenie się.

Charakterystyka i właściwości gazów

Wiedząc, że gazy składają się z szybko poruszających się cząsteczek, możemy zrozumieć, dlaczego zachowują się w taki sposób. Jeśli zejdziemy do głębokiej kopalni lub wjedziemy windą na górę, nasze bębenki uszne reagują na zmianę wysokości.

Na dużych wysokościach cząsteczki powietrza są dalej od siebie, a na głębokości kopalni są bliżej siebie niż na poziomie morza. Zakładając, że temperatury są takie same, cząsteczki poruszają się z tą samą prędkością, właściwie z tą samą prędkością. prędkość średnia, ale w kopalni uderzają w błonę bębenkową w większej liczbie niż na poziomie morza, w tym samym odstępie pogoda.

To bardziej intensywne bombardowanie (większe ciśnienie) bębenków usznych wywołuje w uszach osobliwe wrażenie zejścia do głębokiej kopalni.

Prawo Boyle'a

Prawo Boyle'a jest jednym z praw dotyczących gazu i odnosi się do Zmiana objętości gazu pod wpływem ciśnienia. Robert Boyle był pierwszym, który dokładnie zbadał wpływ ciśnienia na objętości gazów.

Zaobserwował, że wszystkie gazy zachowują się w ten sam sposób pod wpływem zmian ciśnienia, pod warunkiem, że: Temperatura pozostaje stała.

Można to stwierdzić w następujący sposób:

„Objętość całego suchego gazu w stałej temperaturze zmienia się odwrotnie do ciśnienia, któremu jest poddawany”

Matematycznie można to wyrazić w następujący sposób:

V zmienia się jak 1 / P

V = k (stała) * 1 / P

Lub V * P = k

Wyraża się zatem również:

„Dla dowolnej masy suchego gazu w stałej temperaturze iloczyn objętości i ciśnienia jest stały”.

Karola Lawa

Charles badał rozszerzanie się gazów i wykazał, że utrzymując stałe ciśnienie, wszystkie gazy rozszerzają się w równym stopniu po podgrzaniu o określoną liczbę stopni.

Jeśli objętość gazu jest mierzona przy 32 ° F, a temperatura wzrasta do 33 ° F bez zmiany ciśnienia, wzrost objętości jest równy 1/492 oryginału.

Prawo Karola ma jako wyrażenie matematyczne:

V / T = V ’/ T’

Wskazuje, że związek między objętością a temperaturą jest taki sam, zarówno w stanie początkowym, jak i końcowym. To jeśli Stałe ciśnienie.

Prawo Gay-Lussaca

Gay-Lussac ogłosił prawo, które określa, w jaki sposób ciśnienie i temperatura są powiązane, gdy są utrzymywane stała objętość, jaką zajmuje gaz.

Gdy ciśnienie jest niskie, cząsteczki gazu będą bardziej wzburzone. Wiąże się to z wysoką temperaturą. Z drugiej strony wyższe ciśnienie spowoduje zagęszczenie cząsteczek i ochłodzenie układu.

Prawo Gaya Lussaca jest matematycznie wyrażone jako:

P / T = P ’/ T’

Prawo ogólne państwa gazowego

Ilekroć mierzona jest dana masa gazu, należy zanotować nie tylko Objętość, ale także ciśnienie i temperaturę, w której dokonano pomiaru. Często konieczne jest obliczenie objętości w warunkach NTP (normalnej temperatury i ciśnienia), gdy objętość jest podawana w warunkach innych niż te.

Ogólne prawo stanu gazowego uwzględnia wszystkie zmienne jako zmieniające się od jednego stanu równowagi do drugiego, przy czym żadna z nich nie jest stała.

PV/T = P’V’/T’

W dalszym ciągu ustalono, że związek tych trzech zmiennych jest stały: ciśnienie-objętość między temperaturą.

Przykłady prawa ogólnego państwa gazowego

1.-Ilość gazu zajmuje 300ml przy 283K i 750mmHg ciśnienia. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 250ml przy 343K i ciśnieniu 740mmHg. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 100ml przy 453K i ciśnieniu 770mmHg. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 1500ml przy 293K i 745mmHg ciśnienia. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 2400ml w 323K i 767mmHg ciśnienia. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 1250ml przy 653K i ciśnieniu 800mmHg. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 760mmHg.

P = 800mmHg

V = 1250 ml

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.-Ilość gazu zajmuje 890ml przy 393K i ciśnieniu 810mmHg. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 320ml w 233K i pod ciśnieniem 820 mmHg. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 1210 ml przy 413 K i pod ciśnieniem 795 mmHg. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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.-Ilość gazu zajmuje 900 ml przy 288K i pod ciśnieniem 725mmHg. Znajdź głośność w normalnych warunkach: 273K i 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