Általános gáztörvények, alkalmazások és megoldott gyakorlatok

az általános gázjog a Boyle-Mariotte-törvény, Károly-törvény és a Gay-Lussac-törvény egyesítésének eredménye; valójában ezek a három törvény a gázok általános jogának különleges eseteinek tekinthetők. A gázok általános joga viszont az ideális gázok jogának részletezésének tekinthető.

A gázok általános joga kapcsolatot teremt a gáz térfogata, nyomása és hőmérséklete között. Ily módon azt állítja, hogy a gáz hatására az általa elfoglalt térfogatának a terméke és a hőmérséklet állandó értéke állandó marad..

A gázok különböző természeti folyamatokban és számos ipari és mindennapi alkalmazásban vannak jelen. Ezért nem meglepő, hogy a gázok általános joga több és sokféle alkalmazással rendelkezik.

Például ez a törvény lehetővé teszi a különböző mechanikus eszközök, mint például a klímaberendezések és a hűtőszekrények működését, a hőlégballonok működését, és még a felhők képződési folyamatainak magyarázatára is használható..

index

• 1 képletek
  • 1.1 Boyle-Mariotte törvénye, Károly törvénye és Gay-Lussac törvénye
  • 1.2 Az ideális gázok törvénye
• 2 Alkalmazások
• 3 A gyakorlatok megoldása
  • 3.1 Első gyakorlat
  • 3.2 Második gyakorlat
• 4 Referenciák

képletek

A törvény matematikai megfogalmazása a következő:

P ∙ V / T = K

Ebben a kifejezésben P a nyomás, T a hőmérsékletet (Kelvin fokokban), V a gáz térfogatát, és K konstans értéket jelent..

Az előző kifejezés helyébe a következő szöveg lép:

P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

Ez az utolsó egyenlet nagyon hasznos a gázok által tapasztalt változások tanulmányozására, amikor a termodinamikai változók közül egy vagy két (nyomás, hőmérséklet és térfogat) módosul..

Boyle-Mariotte törvénye, Károly törvénye és Gay-Lussac törvénye

A fent említett törvények mindegyike két termodinamikai változót tartalmaz, abban az esetben, ha a harmadik változó állandó marad.

Charles törvénye szerint a térfogat és a hőmérséklet közvetlenül arányosak, amíg a nyomás változatlan marad. A törvény matematikai kifejezése a következő:

V = K₂ ∙ T

Másrészről, Boyle törvénye megállapítja, hogy a nyomás és a térfogat viszonylag arányos az egymáshoz képest, amikor a hőmérséklet állandó marad. Boyle törvénye matematikailag a következőképpen foglalható össze:

P ∙ V = K₁

Végül a Gay-Lussac törvénye szerint a hőmérséklet és a nyomás közvetlenül arányos azokkal az esetekkel, amikor a gáz térfogata nem változik. Matematikailag a törvény a következőképpen fejeződik ki:

P = K₃ ∙ T

Az említett K kifejezésben₁, K₂ és K₃ különböző konstansokat képviselnek.

Az ideális gázok törvénye

A gázok általános joga az ideális gázok törvényéből származik. Az ideális gázok az ideális gáz egyenletét jelentik.

Az ideális gáz egy hipotetikus gáz, amely pontos részecskékből áll. Ezeknek a gázoknak a molekulái nem gyakorolnak gravitációs erőt egymással, és a sokkokat teljesen elasztikus jellemzi. Ily módon a kinetikus energia értéke közvetlenül arányos a hőmérsékletével.

Azok a valódi gázok, amelyek viselkedése az ideális gázokhoz hasonlít, a monatomikus gázok, amikor alacsony nyomáson és magas hőmérsékleten vannak.

Az ideális gázok törvényének matematikai kifejezése a következő:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Ez az n egyenlet a mólok száma és R az ideális gázok univerzális állandója, amelynek értéke 0,082 atm ∙ L / (mol) K).

alkalmazások

A gázok általános joga és Boyle-Mariotte, Charles és Gay-Lussac törvényei számos fizikai jelenségben találhatók. Hasonlóképpen, a mindennapi élet számos és sokféle mechanikus eszközének működését magyarázzák.

Például egy nyomófőzőben megfigyelhető a Gay Lussac törvénye. A potban a térfogat állandó marad, így ha növeli a benne felhalmozódó gázok hőmérsékletét, a pot belső nyomása is növekszik.

Egy másik érdekes példa a hőlégballon. Működése Károly törvényén alapul. Mivel a légköri nyomás gyakorlatilag állandónak tekinthető, mi történik, ha a ballont feltöltő gázt melegítik, hogy az általa elfoglalt térfogat növekszik; így a sűrűsége csökken, és a világ felemelkedhet.

Megoldott gyakorlatok

Első gyakorlat

Határozzuk meg azt a végső gázhőmérsékletet, amelynek kezdeti nyomása 3 atmoszféra megduplázódik, hogy elérje a 6 atmoszféra nyomását, miközben a térfogatát 2 literről 1 literre csökkentjük, tudva, hogy a gáz kezdeti hőmérséklete 208 volt, 25ºK.

megoldás

A következő kifejezéssel helyettesítve:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

meg kell:

3 ∙ 2 / 208,25  = 6 ∙ 1 / T₂

Tisztítás, erre jutsz T₂ = 208,25 ° K

Második gyakorlat

A 600 mm Hg nyomásnak kitett, 670 ml térfogatú és 100 ° C-os hőmérsékleten lévő gáz meghatározza, hogy a nyomása 473 ° K legyen, ha ezen a hőmérsékleten 1500 ml térfogatú..

megoldás

Először is tanácsos (és általában szükséges) az összes adat átalakítása a nemzetközi rendszer egységeire. Tehát:

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

V₁ = 0,67 l

T₁ = 373 ° K

P₂ = ?

V₂ = 1,5 l

T₂ = 473 ° K

A következő kifejezéssel helyettesítve:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

meg kell:

0,79 ∙ 0,67 / 373 = P₂ ∙ 1,5 / 473

Tisztítás P₂ Ön:

P₂ = 0,484210526, körülbelül 0,48 atm

referenciák

1. Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003). A kémia alapjai. Barcelona: Szerkesztői Ariel, S.A.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, szerk. A fizikai kémia világa.
3. Általános gázjog. (N.d.). Wikipédiában. A (z) es.wikipedia.org-ról 2018. május 8-án került letöltésre.
4. Gáz törvények. (N.d.). Wikipédiában. 2018. május 8-án, az en.wikipedia.org-ról származik.
5. Zumdahl, Steven S (1998). Kémiai elvek. Houghton Mifflin Company.