Общий закон газообразного состояния.

В Общий закон газообразного состояния. рассматривается комбинация трех газовых законов: закона Бойля, закона Гей-Люссака и закона Шарля. Каждый отвечает за связь двух основных переменных: давления, объема и температуры.

Общий закон газообразного состояния устанавливает постоянную взаимосвязь между давлением, объемом и температурой в форме уравнения:

PV / T = P’V ’/ T’

Это означает, что Соотношение давление-объем в зависимости от температуры будет иметь одинаковое значение как в начале, так и в конце процесса с участием газа. Такой процесс может быть расширением или сжатием.

Характеристики и свойства газов

Зная, что газы состоят из быстро движущихся молекул, мы можем понять, почему они действуют именно так. Если мы спускаемся в глубокую шахту или поднимаемся на лифте, наши барабанные перепонки реагируют на изменение высоты.

На больших высотах молекулы воздуха находятся дальше друг от друга, а на глубине шахты они ближе друг к другу, чем на уровне моря. Предполагая, что температуры одинаковы, молекулы движутся с одинаковой скоростью, фактически с одинаковой скоростью. средняя скорость, но в шахте они поражают барабанную перепонку в большем количестве, чем на уровне моря, в том же интервале Погода.

Эта более интенсивная бомбардировка (большее давление) барабанных перепонок вызывает в ушах своеобразное ощущение погружения в глубокую шахту.

Закон Бойля

Закон Бойля является одним из законов газа и относится к Изменение объема газа из-за давления. Роберт Бойль был первым, кто тщательно изучил влияние давления на объемы газов.

Он заметил, что все газы ведут себя одинаково при изменении давления при условии, что Температура остается постоянной.

Это можно сформулировать следующим образом:

«Объем всего сухого газа при постоянной температуре изменяется обратно пропорционально давлению, которому он подвергается»

Математически это можно выразить следующим образом:

V изменяется как 1 / P

V = k (постоянная) * 1 / P

Или V * P = k

Поэтому также выражается:

«Для любой массы сухого газа при постоянной температуре произведение объема и давления постоянно».

Чарльз Лоу

Чарльз изучил расширение газов и показал, что при постоянном давлении все газы расширяются в равной степени при нагревании на определенное количество градусов.

Если объем газа измеряется при 32 ° F, а температура повышается до 33 ° F без изменения давления, увеличение объема равно 1/492 от исходного.

Закон Чарльза имеет математическое выражение:

V / T = V ’/ T’

Это указывает на то, что соотношение между объемом и температурой одинаково как в начальном, так и в конечном состоянии. Это если Постоянное давление.

Закон Гей-Люссака

Гей-Люссак провозгласил Закон, который устанавливает, как связаны давление и температура при поддержании постоянный объем, который занимает газ.

Когда давление низкое, молекулы газа будут более возбуждены. Это связано с высокой температурой. С другой стороны, более высокое давление уплотнит молекулы, и система остынет.

Математически закон Гей-Люссака выражается следующим образом:

P / T = P ’/ T’

Общий закон газообразного состояния.

Каждый раз, когда измеряется заданная масса газа, обращайте внимание не только на объем, но также на давление и температуру, при которых проводилось измерение. Часто бывает необходимо рассчитать объем при условиях NTP (нормальная температура и давление), когда объем задается в условиях, отличных от этих.

Общий закон газообразного состояния учитывает все переменные как колеблющиеся от одного состояния равновесия к другому, причем ни одна из них не является постоянной.

PV / T = P’V ’/ T’

По-прежнему устанавливается, что взаимосвязь этих трех переменных постоянна: давление-объем между температурой.

Примеры общего закона газообразного состояния.

1.-Количество газа занимает 300 мл при 283 К и давлении 750 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 750 мм рт. Ст.

V = 300 мл

Т = 283 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (750 мм рт. Ст.) (300 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (283K)

V ’= 286 мл

2.-Количество газа занимает 250 мл при 343 К и давлении 740 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 740 мм рт.

V = 250 мл

Т = 343 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (740 мм рт. Ст.) (250 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (343K)

V ’= 194 мл

3.-Количество газа занимает 100 мл при 453 К и давлении 770 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 770 мм рт.

V = 100 мл

Т = 453 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (770 мм рт. Ст.) (100 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (453K)

V ’= 61 мл

4.-Объем газа составляет 1500 мл при 293 К и давлении 745 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 745 мм рт. Ст.

V = 1500 мл

Т = 293 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (745 мм рт. Ст.) (1500 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (293K)

V ’= 1370 мл

5.-Количество газа составляет 2400 мл при 323 К и давлении 767 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 767 мм рт.

V = 2400 мл

Т = 323 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (767 мм рт. Ст.) (2400 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (323K)

V ’= 2047 мл

6.-Количество газа занимает 1250 мл при 653 К и давлении 800 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 800 мм рт.

V = 1250 мл

Т = 653 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (800 мм рт. Ст.) (1250 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (653K)

V ’= 550 мл

7.-Количество газа занимает 890 мл при 393 К и давлении 810 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 810 мм рт.

V = 890 мл

Т = 393 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (810 мм рт. Ст.) (890 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (393K)

V ’= 659 мл

8.-Объем газа составляет 320 мл при 233 К и давлении 820 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 820 мм рт.

V = 320 мл

Т = 233 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (820 мм рт. Ст.) (320 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (233K)

V ’= 404 мл

9.-Количество газа составляет 1210 мл при 413 К и давлении 795 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 795 мм рт.

V = 1210 мл

Т = 413 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (795 мм рт. Ст.) (1210 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (413K)

V ’= 837 мл

10.-Некоторое количество газа занимает 900 мл при 288 К и давлении 725 мм рт. Ст. Найдите объем в нормальных условиях: 273K и 760 мм рт.

P = 725 мм рт.

V = 900 мл

Т = 288 К

P ’= 760 мм рт.

V ’=?

T ’= 273 К

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (725 мм рт. Ст.) (900 мл) (273K) / (760 мм рт. Ст.) (288K)

V ’= 814 мл