Legea generală a statului gazos

 Legea generală a statului gazos se ia în considerare combinația celor Trei legi ale gazelor: Legea lui Boyle, Legea lui Gay-Lussac și Legea lui Charles. Fiecare este însărcinat cu relaționarea a două dintre variabilele fundamentale: presiune, volum și temperatură.

Legea generală a statului gazos stabilește relația constantă între presiune, volum și temperatură, sub forma ecuației:

PV / T = P’V ’/ T’

Înseamnă că Raport presiune-volum vs. temperatură va avea aceeași valoare atât la început, cât și la sfârșit a unui proces care implică gaz. Un astfel de proces poate fi o expansiune sau o contracție.

Caracteristicile și proprietățile gazelor

Știind că gazele sunt formate din molecule care se mișcă rapid, putem înțelege de ce acționează așa cum acționează. Dacă coborâm într-o mină adâncă sau urcăm într-un lift, timpanele noastre răspund schimbării de altitudine.

La altitudini mari, moleculele de aer sunt mai îndepărtate, iar la adâncimea unei mine sunt mai apropiate între ele decât la nivelul mării. Presupunând că temperaturile sunt aceleași, moleculele se mișcă cu aceeași viteză, de fapt cu aceeași viteză. viteza medie, dar în mină au lovit timpanul în număr mai mare decât la nivelul mării, în același interval de vreme.

Acest bombardament mai intens (mai multă presiune) a timpanelor este ceea ce produce în urechi senzația particulară a coborârii într-o mină adâncă.

Legea lui Boyle

Legea lui Boyle este una dintre legile gazelor și se referă la Variația volumului unui gaz datorită presiunii. Robert Boyle a fost primul care a studiat cu atenție efectul presiunii asupra volumelor de gaze.

El a observat că toate gazele se comportă în același mod atunci când sunt supuse modificărilor de presiune, cu condiția ca Temperatura rămâne constantă.

Se poate afirma după cum urmează:

„Volumul tuturor gazelor uscate, la temperatură constantă, variază invers față de presiunea la care este supus”

Poate fi exprimat matematic după cum urmează:

V variază ca 1 / P

V = k (constantă) * 1 / P

Sau V * P = k

Prin urmare, se exprimă și:

„Pentru orice masă de gaz uscat la temperatură constantă, produsul volumului și presiunii este constant.”

Charles Law

Charles a studiat expansiunea gazelor și a arătat că, menținând presiunea constantă, toate gazele se extind în aceeași măsură atunci când sunt încălzite cu un număr specificat de grade.

Dacă un volum de gaz este măsurat la 32 ° F și temperatura este crescută la 33 ° F fără a varia presiunea, creșterea volumului este egală cu 1/492 din original.

Legea lui Charles are ca expresie matematică:

V / T = V ’/ T’

Acesta indică faptul că relația dintre volum și temperatură este aceeași, atât într-o stare inițială, cât și în starea finală. Aceasta dacă Presiune constantă.

Legea Gay-Lussac

Gay-Lussac a enunțat legea care stabilește modul în care presiunea și temperatura sunt legate atunci când sunt menținute constant volumul pe care îl ocupă gazul.

Când presiunea este scăzută, moleculele de gaz vor fi mai agitate. Acest lucru este legat de o temperatură ridicată. Pe de altă parte, o presiune mai mare va compacta moleculele și sistemul se va răci.

Legea lui Gay Lussac este exprimată matematic ca:

P / T = P ’/ T’

Legea generală a statului gazos

Ori de câte ori este măsurată o anumită masă de gaz, rețineți nu numai volumul, ci și presiunea și temperatura la care a fost efectuată măsurarea. Este adesea necesar să se calculeze volumul la condiții NTP (temperatură și presiune normale), când volumul este dat în alte condiții decât acestea.

Legea generală a statului gazos ia în considerare toate variabilele ca fluctuând de la o stare de echilibru la alta, fără ca una dintre ele să fie constantă.

PV / T = P’V ’/ T’

Se continuă să se stabilească faptul că relația acestor trei variabile este constantă: presiunea-volumul între temperatură.

Exemple de lege generală a statului gazos

1.-O cantitate de gaz ocupă 300ml la 283K și 750mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 250 ml la 343K și 740mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 100 ml la 453K și 770mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 1500 ml la 293K și 745mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 2400 ml la 323K și 767mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 1250 ml la 653K și 800mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 890 ml la 393K și 810mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 320 ml la 233K și 820 mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 1210 ml la 413K și 795mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 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.-O cantitate de gaz ocupă 900 ml la 288K și 725mmHg de presiune. Găsiți volumul în condiții normale: 273K și 760mmHg.

P = 725mmHg

V = 900 ml

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