Vispārējais gāzu likums Formulas, lietojumi un atrisinātās vingrinājumi

The vispārējās tiesības ir Boyle-Mariotte likuma, Kārļa likuma un Gay-Lussac likuma apvienošanas rezultāts; faktiski šos trīs likumus var uzskatīt par īpašiem gāzes vispārējo tiesību gadījumiem. Savukārt vispārējo gāzu likumu var uzskatīt par ideālu gāzu likumu specifiku.

Gāzu vispārējās tiesības nosaka saikni starp gāzes tilpumu, spiedienu un temperatūru. Tādā veidā viņš norāda, ka, ņemot vērā gāzi, tā spiediena produkts, ko tas aizņem, dalīts ar temperatūru, kurā tas vienmēr ir nemainīgs.

Gāzes atrodas dažādos dabas procesos un daudzos rūpnieciskos un ikdienas lietojumos. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka vispārējā gāzu tiesību piemērošana ir daudzveidīga.

Piemēram, šis likums ļauj izskaidrot dažādu mehānisko ierīču, piemēram, gaisa kondicionieru un ledusskapju, darbību, karstā gaisa balonu darbību un pat izmantot, lai izskaidrotu mākoņu veidošanās procesus..

Indekss

• 1 Formulas
  • 1.1 Boyle-Mariotte likums, Čārlza likums un Gay-Lussac likums
  • 1.2. Par ideālu gāzu likumu
• 2 Pieteikumi
• 3 Risinājumi atrisināti
  • 3.1 Pirmais uzdevums
  • 3.2 Otrais uzdevums
• 4 Atsauces

Formulas

Likuma matemātiskais formulējums ir šāds:

P ∙ V / T = K

Šajā izteiksmē P ir spiediens, T ir temperatūra (Kelvina grādos), V ir gāzes tilpums, un K ir nemainīga vērtība.

Iepriekšējo izteicienu var aizstāt ar šādu:

P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

Šis pēdējais vienādojums ir ļoti noderīgs, lai izpētītu izmaiņas, kas radušās gāzēs, kad tiek mainīts viens vai divi no termodinamiskajiem mainīgajiem lielumiem (spiediens, temperatūra un tilpums)..

Boyle-Mariotte likums, Čārlza likums un Gay-Lussac likums

Katrs no iepriekš minētajiem likumiem attiecas uz diviem no termodinamiskajiem mainīgajiem, ja trešais mainīgais paliek nemainīgs.

Kārļa likums nosaka, ka tilpums un temperatūra ir tieši proporcionāli, kamēr spiediens paliek nemainīgs. Šī likuma matemātiskā izteiksme ir šāda:

V = K₂ ∙ T

No otras puses, Boyle likums nosaka, ka spiedienam un tilpumam ir relatīvās proporcijas attiecība pret otru, kad temperatūra paliek nemainīga. Boyle likums ir matemātiski apkopots šādi:

P ∙ V = K₁

Visbeidzot, Gay-Lussac likums nosaka, ka temperatūra un spiediens ir tieši proporcionāli gadījumiem, kad gāzes daudzums nemainās. Matemātiski likums tiek izteikts šādi:

P = K₃ ∙ T

Minētajā K izteiksmē₁, K₂ un K₃ tie pārstāv dažādas konstantes.

Ideāls ideālām gāzēm

Gāzu vispārējo likumu var iegūt no ideālu gāzu likuma. Ideālu gāzu likums ir ideālas gāzes stāvokļa vienādojums.

Ideāla gāze ir hipotētiska gāze, ko veido daļiņas ar precīzu raksturu. Šo gāzu molekulas nerada gravitācijas spēku viens ar otru, un to triecienus raksturo pilnīgi elastīga. Tādā veidā tās kinētiskās enerģijas vērtība ir tieši proporcionāla tās temperatūrai.

Reālās gāzes, kuru uzvedība ir līdzīga ideālo gāzu iedarbībai, ir monatomiskās gāzes, ja tās ir zemā spiedienā un augstā temperatūrā.

Optimālo gāzu likuma matemātiskā izteiksme ir šāda:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Šis vienādojums n ir molu skaits un R ir ideālo gāzu universālā konstante, kuru vērtība ir 0,082 atm ∙ L / (mol universal K).

Programmas

Gan vispārējo gāzu likumu, gan Boyle-Mariotte, Charles un Gay-Lussac likumus var atrast daudzās fiziskās parādībās. Tāpat tie kalpo, lai izskaidrotu daudzu un daudzveidīgu ikdienas dzīves mehānismu darbību.

Piemēram, spiediena plītī jūs varat novērot Gay Lussac likumu. Tvertnē tilpums paliek nemainīgs, tādēļ, ja palielināsiet tajā uzkrāto gāzu temperatūru, palielinās arī katla iekšējais spiediens.

Vēl viens interesants piemērs ir gaisa balons. Tās darbība balstās uz Čārlza likumu. Tā kā atmosfēras spiedienu var uzskatīt par praktiski nemainīgu, tas, kas notiek, ja tiek piepildīts balons, ir tāds, ka tilpums, ko tas aizņem, palielinās; tāpēc tā blīvums ir samazināts un pasaulē var pacelties.

Atrisinātās mācības

Pirmais uzdevums

Nosaka galīgo gāzes temperatūru, kuras sākotnējais spiediens 3 atmosfērās dubultojas, lai sasniegtu 6 atmosfēras spiedienu, vienlaikus samazinot tā tilpumu no 2 litriem līdz 1 litram, zinot, ka gāzes sākotnējā temperatūra bija 208, 25 ° K.

Risinājums

Aizstājot šādā izteiksmē:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

jums ir:

3 ∙ 2 / 208.25  = 6 ∙ 1 / T₂

Klīringa, jūs saņemsiet to T₂ = 208,25 ° K

Otrais uzdevums

Ja gāze ir pakļauta 600 mm Hg spiedienam, kas aizņem 670 ml tilpumu un 100 ° C temperatūrā, nosaka, kāds būs tās spiediens 473 ° K, ja tajā temperatūrā tas aizņem 1500 ml tilpumu..

Risinājums

Pirmkārt, ir ieteicams (un kopumā nepieciešams) pārveidot visus datus starptautiskās sistēmas vienībās. Tātad, jums ir:

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

V₁ = 0,67 l

T₁ = 373 ° K

P₂ = ?

V₂ = 1,5 l

T₂ = 473 ° K

Aizstājot šādā izteiksmē:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

jums ir:

0,79 ∙ 0,67 / 373 = P₂ ∙ 1,5 / 473

Tīrīšana P₂ jūs saņemsiet:

P₂ = 0,484210526 apmēram 0,48 atm

Atsauces

1. Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003). Ķīmijas pamati. Barselona: Redakcija Ariel, S.A.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Fizikālās ķīmijas pasaule.
3. Vispārējais gāzes likums. (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 8. maijā no es.wikipedia.org.
4. Gāzes likumi. (n.d.). Vikipēdijā. Ielādēts 2018. gada 8. maijā, no en.wikipedia.org.
5. Zumdahls, Stīvens S (1998). Ķīmiskie principi. Houghton Mifflin Company.