Загальний закон газоподібної держави

 Загальний закон газоподібної держави розглядається поєднання трьох законів газів: закону Бойля, закону Гей-Люссака та закону Чарльза. Кожен з них відповідає за співвідношення двох основних змінних: тиску, об’єму та температури.

Загальний закон газоподібної держави встановлює постійну залежність між тиском, об'ємом і температурою у вигляді рівняння:

PV / T = P’V ’/ T’

Це означає, що Співвідношення тиск-об'єм до температури матиме однакове значення як на початку, так і в кінці процесу, що включає газ. Такий процес може бути розширенням або скороченням.

Характеристика та властивості газів

Знаючи, що гази складаються з швидко рухаються молекул, ми можемо зрозуміти, чому вони діють так, як вони. Якщо ми спускаємось у глибоку шахту або піднімаємось ліфтом, наші барабанні перетинки реагують на зміну висоти.

На великій висоті молекули повітря знаходяться далі один від одного, а на глибині шахти вони знаходяться ближче, ніж на рівні моря. Припускаючи, що температури однакові, молекули рухаються з однаковою швидкістю, насправді з однаковою швидкістю. середньої швидкості, але в шахті вони вражають барабанну перетинку більшою кількістю, ніж на рівні моря, в той же інтервал погода.

Це більш інтенсивне бомбардування (більший тиск) на барабанні перетинки - це те, що створює у вухах своєрідне відчуття спуску в глибоку шахту.

Закон Бойля

Закон Бойля є одним із газових законів і посилається на Зміни в обсязі газу внаслідок тиску. Роберт Бойл був першим, хто ретельно вивчив вплив тиску на обсяги газів.

Він зауважив, що всі гази поводяться однаково, коли зазнають змін тиску, до тих пір, поки Температура залишається постійною.

Це можна сказати наступним чином:

"Об'єм всього сухого газу при постійній температурі змінюється обернено до тиску, якому він піддається"

Це можна виразити математично наступним чином:

V змінюється як 1 / P

V = k (постійна) * 1 / P

Або V * P = k

Отже, це також виражається:

"Для будь-якої маси сухого газу при постійній температурі добуток об'єму і тиску є постійним."

Чарльз Лоу

Чарльз вивчав розширення газів і показав, що, підтримуючи постійний тиск, всі гази розширюються до однакової міри при нагріванні на певну кількість градусів.

Якщо об'єм газу вимірюється при 32 ° F і температура підвищується до 33 ° F без зміни тиску, збільшення об'єму дорівнює 1/492 від початкового.

Закон Чарльза має математичний вираз:

V / T = V ’/ T’

Це вказує на те, що залежність між обсягом і температурою однакова, як у початковому, так і в кінцевому стані. Це якщо Постійний тиск.

Закон Гей-Люссак

Гей-Люссак прийняв закон, який встановлює, як тиск і температура пов'язані при підтримці постійний об’єм, який займає газ.

Коли тиск низький, молекули газу будуть більш збудженими. Це пов’язано з високою температурою. З іншого боку, вищий тиск ущільнить молекули, і система охолоне.

Закон Гей Люссака виражається математично як:

P / T = P ’/ T’

Загальний закон газоподібної держави

Кожного разу, коли вимірюється дана маса газу, зазначайте не лише Об’єм, але також тиск і температуру, при яких проводилось вимірювання. Часто доводиться обчислювати об'єм за умов NTP (нормальної температури та тиску), коли об'єм надається за інших умов, ніж ці.

Загальний закон газоподібного стану враховує всі змінні як коливальні від одного стану рівноваги до іншого, причому один з них не є постійним.

PV / T = P’V ’/ T’

Продовжується встановлення, що зв’язок цих трьох змінних є постійним: тиск-об’єм між температурою.

Приклади загального закону газоподібної держави

1.-Кількість газу займає 300 мл при тиску 283 К і 750 мм рт. Ст. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 750 мм рт. Ст

V = 300мл

Т = 283К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (750мм рт.ст.) (300мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (283К)

V ’= 286 мл

2.-Кількість газу займає 250 мл при 343 К і тиску 740 мм рт. Ст. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 740 мм рт. Ст

V = 250 мл

Т = 343К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (740мм рт.ст.) (250мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (343К)

V ’= 194 мл

3. - Кількість газу займає 100 мл при 453 К і тиску 770 мм рт. Ст. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 770 мм рт. Ст

V = 100 мл

Т = 453К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (770мм рт.ст.) (100мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (453К)

V ’= 61 мл

4.-Кількість газу займає 1500 мл при 293 К і 745 мм рт.ст. під тиском. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 745 мм рт. Ст

V = 1500 мл

Т = 293К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (745мм рт.ст.) (1500мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (293К)

V ’= 1370 мл

5. - Кількість газу займає 2400 мл при 323 К та тиску 767 мм рт. Ст. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 767 мм рт. Ст

V = 2400мл

Т = 323К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (767мм рт.ст.) (2400мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (323К)

V ’= 2047 мл

6.-Кількість газу займає 1250 мл при 653 К і 800 мм рт.ст. Тиск. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

Р = 800 мм рт. Ст

V = 1250мл

Т = 653К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (800мм рт.ст.) (1250мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (653К)

V ’= 550 мл

7.-Кількість газу займає 890 мл при 393 К і 810 мм рт. Ст. Під тиском. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 810 мм рт. Ст

V = 890мл

Т = 393 К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (810мм рт.ст.) (890мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (393К)

V ’= 659 мл

8. - Кількість газу займає 320 мл при 233 К та тиску 820 мм рт. Ст. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 820 мм рт. Ст

V = 320 мл

Т = 233 К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (820мм рт.ст.) (320мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (233К)

V ’= 404 мл

9.-Кількість газу займає 1210 мл при 413 К і 795 мм рт. Ст. Під тиском. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 795 мм рт. Ст

V = 1210мл

Т = 413К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (795мм рт.ст.) (1210мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (413К)

V ’= 837 мл

10.-Кількість газу займає 900 мл при 288K і 725mmHg тиску. Знайдіть гучність у звичайних умовах: 273 К та 760 мм рт. Ст.

P = 725 мм рт. Ст

V = 900 мл

Т = 288К

Р ’= 760мм рт. Ст

V ’=?

T ’= 273K

PV / T = P’V ’/ T’

V ’= (P V T’) / (P ’T)

V ’= (725мм рт.ст.) (900мл) (273К) / (760мм рт.ст.) (288К)

V ’= 814 мл