Gaaside üldine seadus Valemid, rakendused ja lahendatud harjutused

The gaaside üldine õigus on Boyle-Mariotte õiguse, Charlesi õiguse ja Gay-Lussaci õiguse ühendamise tulemus; tegelikult võib neid kolme seadust pidada gaaside üldise õiguse konkreetseteks juhtudeks. Gaaside üldist õigust võib omakorda pidada ideaalsete gaaside õiguse täpsustamiseks.

Gaaside üldine seadus loob seose gaasi mahu, rõhu ja temperatuuri vahel. Sel moel väidab ta, et gaasi tõttu on selle rõhu tekitatud ruumala ja jagatud selle temperatuuriga, mille juures see alati jääb, konstantseks..

Gaasid esinevad erinevates loodusprotsessides ja paljudes tööstuslikes ja igapäevases rakendustes. Seetõttu ei ole üllatav, et gaaside üldine seadus on mitmekesine ja mitmekesine.

Näiteks see seadus võimaldab selgitab operatsiooni erinevate mehaaniliste seadmete, näiteks kliimaseadmete ja külmikud toimimise õhupallid, ja isegi saab selgitada protsesside pilve moodustumise.

Indeks

• 1 Valemid
  • 1.1 Boyle-Mariotte seadus, Charlesi seadus ja Gay-Lussaci seadus
  • 1.2 Ideaalsete gaaside seadus
• 2 Rakendused
• 3 Harjutused lahendatud
  • 3.1 Esimene harjutus
  • 3.2 Teine harjutus
• 4 Viited

Valemid

Seaduse matemaatiline sõnastus on järgmine:

P ∙ V / T = K

Selles väljendis P on rõhk, T tähistab temperatuuri (Kelvini kraadides), V on gaasi maht ja K tähistab konstantset väärtust.

Eelmise avalduse võib asendada järgmisega:

P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

See viimane võrrand on üsna kasulik gaaside muutuste uurimiseks, kui üks või kaks termodünaamilist muutujat (rõhk, temperatuur ja maht) on muudetud..

Boyle-Mariotte seadus, Charlesi seadus ja Gay-Lussaci seadus

Kõik ülalnimetatud seadused on seotud kahe termodünaamilise muutujaga, juhul kui kolmas muutuja jääb konstantseks.

Charlesi seadus sätestab, et maht ja temperatuur on otseselt proportsionaalsed seni, kuni rõhk jääb muutumatuks. Selle seaduse matemaatiline väljendus on järgmine:

V = K₂ ∙ T

Teisest küljest on Boyle'i seaduses sätestatud, et rõhul ja mahul on suhteline vastupidavus proportsionaalselt üksteisega, kui temperatuur jääb konstantseks. Boyle'i seadus on matemaatiliselt kokku võetud järgmiselt:

P ∙ V = K₁

Lõpuks väidab Gay-Lussaci seadus, et temperatuur ja rõhk on otseselt proportsionaalsed juhtudega, kus gaasi maht ei muutu. Matemaatiliselt väljendatakse seadust järgmiselt:

P = K₃ ∙ T

K-ekspressioonis₁, K₂ ja K₃ nad esindavad erinevaid konstante.

Ideaalsete gaaside seadus

Gaaside üldist õigust saab ideaalsete gaaside seadusest. Ideaalsete gaaside seadus on ideaalse gaasi seisundi võrrand.

Ideaalne gaas on hüpoteetiline gaas, mis koosneb täpse iseloomuga osakestest. Nende gaaside molekulid ei mõjuta üksteisega gravitatsioonijõudu ja nende šokke iseloomustab täiesti elastne. Sel viisil on tema kineetilise energia väärtus otseselt proportsionaalne selle temperatuuriga.

Tegelikud gaasid, mille käitumine sarnaneb ideaalsete gaasidega, on monatoomilised gaasid, kui need on madalal rõhul ja kõrgel temperatuuril.

Ideaalsete gaaside õiguse matemaatiline väljendus on järgmine:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

See võrrand n on moolide arv ja R on universaalne gaasikonstant, mille väärtus on 0,082 atm ∙ L / (mol ∙ K).

Rakendused

Nii üldine gaasiseadus kui ka Boyle-Mariotte'i, Charlesi ja Gay-Lussaci seadused on leitud mitmesugustes füüsilistes nähtustes. Samamoodi selgitavad nad paljude igapäevaelu mehaaniliste seadmete toimimist.

Näiteks survekeedupotis saab jälgida seaduste Gay Lussac. Potis mahu jääb konstantseks, nii et kui gaaside temperatuuri koguneda see suurendab siserõhk poti suurendab ka.

Teine huvitav näide on õhupall. Selle tegevus põhineb Charlesi seadusel. Kuna atmosfäärirõhku võib pidada praktiliselt konstantseks, siis see, mis juhtub, kui ballooni täitev gaas on kuumutatud, on see, et see maht suureneb; selle tihedus väheneb ja maailm võib tõusta.

Lahendatud harjutused

Esimene harjutus

Määratakse lÕpptemperatuurini gaasi kelle algne rõhk 3 atm painutatakse rõhule 6 atmosfääri, samal ajal kui tema maht väheneb alates koguses 2 liitrit kuni 1 liiter, teades lähtemaagaasis temperatuur oli 208, 25 K.

Lahendus

Asendamine järgmises väljendis:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

sa pead:

3 ∙ 2 / 208,25  = 6 ∙ 1 / T₂

Kliirimine, sa saad selle T₂ = 208,25 ° K

Teine harjutus

Arvestades rõhul 600 mm Hg gaasi istuvad maht 670 ml ja 100 ° C, otsustada, milline tema rõhk 473 ° K, kui sellel temperatuuril kulub maht 1500 ml.

Lahendus

Esiteks on soovitav (ja üldiselt vajalik) muuta kõik andmed rahvusvahelise süsteemi üksusteks. Seega peate:

P₁ = 600/760 = 0,789473684 atm umbes 0,79 atm

V₁ = 0,67 l

T₁ = 373 ° K

P₂ = ?

V₂ = 1,5 l

T₂ = 473 ° K

Asendamine järgmises väljendis:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

sa pead:

0,79 ∙ 0,67 / 373 = P₂ ∙ 1,5 / 473

Puhastamine P₂ saate:

P₂ = 0,484210526 ligikaudu 0,48 atm

Viited

1. Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003). Keemia alused. Barcelona: Toimetus Ariel, S.A.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Füüsilise keemia maailm.
3. Üldine gaasiõigus. (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 8. mail 2018, es.wikipedia.org.
4. Gaasi seadused. (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 8. mail 2018, en.wikipedia.org.
5. Zumdahl, Steven S (1998). Keemilised põhimõtted. Houghton Mifflin Company.