Общ закон за формулите на газовете, приложения и решени упражнения

на общ закон за газовете е резултат от съчетаването на закона Бойл-Мариот, законите на Чарлз и правото на Gay-Lussac; всъщност тези три закона могат да се разглеждат като част от общия закон за газовете. От своя страна, общият закон на газовете може да се разглежда като спецификация на закона за идеалните газове.

Общият закон на газовете установява връзка между обема, налягането и температурата на газа. По този начин той заявява, че при даден газ, продуктът на неговото налягане от обема, който заема, разделен на температурата, при която той винаги остава постоянен.

Газовете присъстват в различни процеси на природата и в голям брой промишлени и ежедневни приложения. Следователно не е изненадващо, че общият закон за газовете има множество и разнообразни приложения.

Например, този закон позволява да се обясни функционирането на различни механични устройства като климатици и хладилници, работата на балоните с горещ въздух и дори може да се използва за обяснение на процесите на образуване на облаци..

индекс

• 1 Формули
  • 1.1 Законът на Бойл-Мариот, законът на Чарлз и законът на Гей-Люсак
  • 1.2 Закон за идеалните газове
• 2 Приложения
• 3 Упражнения са решени
  • 3.1 Първо упражнение
  • 3.2 Второ упражнение
• 4 Препратки

формули

Математическата формулировка на закона е следната:

P / V / T = K

В този израз Р е налягането, Т представлява температурата (в градуси Келвин), V е обемът на газа и К представлява постоянна стойност.

Предишният израз може да бъде заменен със следното:

P₁ V₁ / T₁ = Р₂ V₂ / T₂

Това последно уравнение е много полезно за изследване на промените, изпитвани от газовете, когато една или две от термодинамичните променливи (налягане, температура и обем) са модифицирани..

Законът на Бойл-Мариот, законът на Чарлз и законът на Гей-Люсак

Всеки от гореспоменатите закони свързва две от термодинамичните променливи, в случай че третата променлива остава постоянна.

Законът на Чарлз гласи, че обемът и температурата са пряко пропорционални, докато налягането остане непроменено. Математическият израз на този закон е следният:

V = K₂ T

От друга страна, законът на Бойл установява, че налягането и обемът имат отношение на обратна пропорционалност един към друг, когато температурата остава постоянна. Законът на Бойл е обобщен математически, както следва:

P = V = K₁

Накрая, законът на Gay-Lussac посочва, че температурата и налягането са пряко пропорционални на случаите, когато обемът на газа не се променя. Математически законът се изразява по следния начин:

Р = К₃ T

В споменатия К израз₁, K₂ и К₃ те представляват различни константи.

Закон на идеалните газове

Общият закон на газовете може да бъде получен от закона за идеалните газове. Законът на идеалните газове е уравнението на състоянието на идеалния газ.

Идеалният газ е хипотетичен газ, съставен от частици с точен характер. Молекулите на тези газове не упражняват гравитационна сила един с друг и техните удари се характеризират с това, че са напълно еластични. По този начин стойността на нейната кинетична енергия е пряко пропорционална на нейната температура.

Истинските газове, чието поведение наподобява тези на идеалните газове, са моноатомните газове, когато са при ниско налягане и високи температури.

Математическият израз на закона за идеалните газове е следният:

P = V = n ∙ R ∙ T

Това уравнение n е броят на моловете, а R е универсалната константа на идеалните газове, чиято стойност е 0.082 атм / L / (mol) K)..

приложения

Общият закон за газовете и законите на Бойл-Мариот, Чарлз и Гей-Люсак могат да бъдат открити в множество физически явления. По същия начин те служат за обяснение на действието на много и разнообразни механични устройства от ежедневието.

Например, в тенджера под налягане можете да спазвате закона на гей Lussac. В пота обемът остава постоянен, така че ако увеличите температурата на газовете, които се натрупват в него, вътрешното налягане на пота също се увеличава..

Друг интересен пример е балонът с горещ въздух. Работата му се основава на Закона на Чарлз. Тъй като атмосферното налягане може да се приеме за практически постоянно, какво се случва, когато газовото пълнене на балона се нагрява, се увеличава обемът, който заема; така неговата плътност се намалява и земното кълбо може да се издигне.

Решени упражнения

Първо упражнение

Определя се крайната температура на газа, чието първоначално налягане от 3 атмосфери се удвоява, за да се достигне налягане от 6 атмосфери, като се намалява обемът от обем от 2 литра до 1 литър, като се знае, че началната температура на газа е 208, 25 ºK.

разтвор

Заместване в следния израз:

 P₁ V₁ / T₁ = Р₂ V₂ / T₂

трябва да:

3/2 / 208,25  = 6/1 / T₂

Разчистване, стигаш до това T₂ = 208,25 ° К

Второ упражнение

При наличие на газ, подложен на налягане от 600 mm Hg, заемащ обем от 670 ml и при температура 100 ° C, се определя кое е налягането му при 473 ° K, ако при тази температура заема обем от 1500 ml..

разтвор

На първо място, препоръчително е (и като цяло е необходимо) да се трансформират всички данни в единици на международната система. Така че трябва да:

P₁ = 600/760 = 0.789473684 атм приблизително 0.79 атм

V₁ = 0.67 1

T₁ = 373 ° К

P₂ = ?

V₂ = 1.5 л

T₂ = 473 ° К

Заместване в следния израз:

 P₁ V₁ / T₁ = Р₂ V₂ / T₂

трябва да:

0.79 7 0.67 / 373 = Р₂ / 1.5 / 473

Клиринг Р₂ стигате до:

P₂ = 0.484210526 приблизително 0.48 атм

препратки

1. Скиавело, Марио; Висенте Рибес, Леонардо Палмисано (2003). Основи на химията. Барселона: Редакция Ариел, С.А..
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, изд. Светът на физическата химия.
3. Общ закон за газа. (Н.О.). В Уикипедия. Възстановен на 8 май 2018 г. от es.wikipedia.org.
4. Газови закони. (Н.О.). В Уикипедия. Възстановен на 8 май 2018 г. от en.wikipedia.org.
5. Зумдал, Стивън С (1998). Химични принципи. Фирма Houghton Mifflin.