Všeobecné právo plynného štátu

The Všeobecné právo plynného štátu uvažuje sa o kombinácii troch zákonov o plynoch: Boylov zákon, Gay-Lussacov zákon a Charlesov zákon. Každý z nich je zodpovedný za prepojenie dvoch základných premenných: tlaku, objemu a teploty.

Všeobecný zákon o plynnom skupenstve ustanovuje konštantný vzťah medzi tlakom, objemom a teplotou vo forme rovnice:

PV / T = P’V ‘/ T’

Znamená to, že Pomer tlak-objem vs. teplota bude mať rovnaká hodnota na začiatku aj na konci procesu zahŕňajúceho plyn. Takýmto procesom môže byť expanzia alebo kontrakcia.

Charakteristiky a vlastnosti plynov

Keď vieme, že plyny sú tvorené rýchlo sa pohybujúcimi molekulami, môžeme pochopiť, prečo konajú tak, ako konajú. Ak zostúpime do hlbokej bane alebo pôjdeme výťahom, naše ušné bubienky reagujú na zmenu nadmorskej výšky.

Vo vysokých nadmorských výškach sú molekuly vzduchu ďalej od seba a v hĺbke bane sú bližšie pri sebe ako na úrovni mora. Za predpokladu, že teploty sú rovnaké, sa molekuly pohybujú rovnakou rýchlosťou, vlastne rovnakou rýchlosťou. priemerná rýchlosť, ale v bani zasiahli bubienok vo väčšom počte ako na hladine mora, v rovnakom intervale počasie.

Toto intenzívnejšie bombardovanie (väčší tlak) bubienkov spôsobuje v ušiach zvláštny pocit zostupu do hlbokej bane.

Boyleov zákon

Boyleov zákon je jedným zo zákonov o plyne a odkazuje na Zmeny v objeme plynu v dôsledku tlaku. Robert Boyle ako prvý starostlivo skúmal vplyv tlaku na objemy plynov.

Zistil, že všetky plyny sa pri zmene tlaku správajú rovnako, za predpokladu, že: Teplota zostane konštantná.

Možno konštatovať nasledovne:

„Objem všetkého suchého plynu sa pri konštantnej teplote líši inverzne od tlaku, ktorému je vystavený.“

Môže to byť vyjadrené matematicky takto:

V sa líši ako 1 / P

V = k (konštanta) * 1 / P

Alebo V * P = k

Preto sa tiež vyjadruje:

„Pre každú hmotu suchého plynu pri konštantnej teplote je súčin objemu a tlaku konštantný.“

Charles Law

Charles študoval expanziu plynov a ukázal, že pri udržiavaní konštantného tlaku sa všetky plyny expandujú v rovnakom rozsahu, keď sa zahrejú na stanovený počet stupňov.

Ak sa objem plynu meria pri 32 ° F a teplota sa zvýši na 33 ° F bez zmeny tlaku, zvýšenie objemu sa rovná 1/492 originálu.

Karlov zákon má ako matematický výraz:

V / T = V ‘/ T‘

Znamená to, že vzťah medzi objemom a teplotou je rovnaký, a to v počiatočnom aj v konečnom stave. Toto ak Konštantný tlak.

Zákon Gay-Lussac

Gay-Lussac vyhlásil zákon, ktorý stanovuje vzťah medzi tlakom a teplotou pri ich udržiavaní konštantný objem, ktorý plyn zaberá.

Keď je tlak nízky, molekuly plynu budú viac miešané. Súvisí to s vysokou teplotou. Na druhej strane vyšší tlak zhustí molekuly a systém sa ochladí.

Zákon Gay Lussaca je vyjadrený matematicky ako:

P / T = P ‘/ T’

Všeobecné právo plynného štátu

Pri každom meraní danej hmotnosti plynu si všimnite nielen objem, ale aj tlak a teplotu, pri ktorej sa meranie uskutočňovalo. Často je potrebné vypočítať objem pri podmienkach NTP (normálna teplota a tlak), keď sa objem udáva za iných podmienok, ako sú tieto.

Všeobecný zákon o plynnom stave zohľadňuje všetky premenné, ktoré kolíšu od jedného stavu rovnováhy k druhému, bez toho, aby bola jedna z nich konštantná.

PV / T = P’V ‘/ T’

Stále sa potvrdzuje, že vzťah týchto troch premenných je konštantný: tlak-objem medzi teplotou.

Príklady všeobecného zákona o plynnom skupenstve

1. - Množstvo plynu zaberá 300 ml pri tlaku 283 K a 750 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 750 mmHg

V = 300 ml

T = 283 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ‘= 286 ml

2. - Množstvo plynu zaberá 250 ml pri tlaku 343 K a tlaku 740 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 740 mmHg

V = 250 ml

T = 343 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ‘= 194 ml

3. - Množstvo plynu zaberá 100 ml pri tlaku 453 K a tlaku 770 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 770 mmHg

V = 100 ml

T = 453 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

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

V ‘= 61 ml

4. - Množstvo plynu zaberá 1 500 ml pri tlaku 293 K a tlaku 745 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 745 mmHg

V = 1 500 ml

T = 293 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ‘= (745 mmHg) (1 500 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (293 K)

V ‘= 1370 ml

5. - Množstvo plynu zaberá 2 400 ml pri tlaku 323 K a tlaku 767 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 767 mmHg

V = 2 400 ml

T = 323 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (767 mmHg) (2 400 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (323 K)

V ‘= 2047 ml

6. - Množstvo plynu zaberá 1 250 ml pri tlaku 653 K a tlaku 800 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 800 mmHg

V = 1 250 ml

T = 653K

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ‘= (800 mmHg) (1250 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (653 K)

V ‘= 550 ml

7. - Množstvo plynu zaberá 890 ml pri tlaku 393 K a 810 mmHg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 810 mmHg

V = 890 ml

T = 393 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ‘= (810 mmHg) (890 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (393 K)

V ‘= 659 ml

8. - Množstvo plynu zaberá 320 ml pri tlaku 233 K a 820 mmHg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 820 mmHg

V = 320 ml

T = 233 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ‘= (820 mmHg) (320 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (233 K)

V ‘= 404 ml

9. - Množstvo plynu zaberá 1210 ml pri tlaku 413 K a tlaku 795 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 795 mmHg

V = 1210 ml

T = 413K

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ‘= (795 mm Hg) (1210 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (413 K)

V ‘= 837 ml

10. - Množstvo plynu zaberá 900 ml pri tlaku 288 K a tlaku 725 mm Hg. Nájdite hlasitosť za normálnych podmienok: 273 K a 760 mmHg.

P = 725 mmHg

V = 900 ml

T = 288 tis

P ’= 760 mmHg

V ‘=?

T ‘= 273 tis

PV / T = P’V ‘/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ‘= (725 mmHg) (900 ml) (273 K) / (760 mm Hg) (288 K)

V ‘= 814 ml