Plik ogólne prawo gazowe Jest wynikiem połączenia prawa Boyle-Mariotte'a, prawa Charlesa i prawa Gay-Lussaca; w rzeczywistości te trzy ustawy można uznać za szczególne przypadki ogólnego prawa gazowego. Z kolei ogólne prawo gazu można uznać za uszczegółowienie prawa gazu doskonałego.
Ogólne prawo dotyczące gazów określa zależność między objętością, ciśnieniem i temperaturą gazu. W ten sposób stwierdza, że dla danego gazu iloczyn jego ciśnienia przez zajmowaną przez niego objętość podzielony przez temperaturę, w której się znajduje, zawsze pozostaje stały..
Gazy występują w różnych procesach w przyrodzie i mają wiele różnorodnych zastosowań, zarówno przemysłowych, jak i codziennych. Dlatego nie jest zaskakujące, że ogólne prawo dotyczące gazu ma wiele i różnorodnych zastosowań..
Przykładowo, prawo to umożliwia wyjaśnienie działania różnych urządzeń mechanicznych, takich jak klimatyzatory i lodówki, działanie balonów na ogrzane powietrze, a nawet można je wykorzystać do wyjaśnienia procesów formowania się chmur..
Indeks artykułów
Matematyczne sformułowanie prawa jest następujące:
P ∙ V / T = K.
W tym wyrażeniu P to ciśnienie, T to temperatura (w stopniach Kelvina), V to objętość gazu, a K to stała wartość.
Poprzednie wyrażenie można zastąpić następującym:
P.1 ∙ V1 / T1 = Pdwa ∙ Vdwa / Tdwa
To ostatnie równanie jest bardzo przydatne do badania zmian, którym podlegają gazy, gdy jedna lub dwie zmienne termodynamiczne są modyfikowane (ciśnienie, temperatura i objętość).
Każda z wyżej wymienionych praw wiąże dwie zmienne termodynamiczne, w przypadku gdy trzecia zmienna pozostaje stała.
Prawo Charlesa mówi, że objętość i temperatura są wprost proporcjonalne, o ile ciśnienie pozostaje niezmienione. Matematyczny wyraz tego prawa jest następujący:
V = K.dwa ∙ T.
Ze swojej strony prawo Boyle'a ustanawia, że ciśnienie i objętość mają ze sobą odwrotną zależność, gdy temperatura pozostaje stała. Prawo Boyle'a podsumowuje matematycznie w następujący sposób:
P ∙ V = K.1
Wreszcie prawo Gay-Lussaca stwierdza, że temperatura i ciśnienie są wprost proporcjonalne w przypadkach, w których objętość gazu nie zmienia się. Matematycznie prawo wyraża się następująco:
P = K.3 ∙ T.
W tym wyrażeniu K1, K.dwa i K.3 reprezentują różne stałe.
Ogólne prawo dotyczące gazu można uzyskać z prawa gazu doskonałego. Prawo gazu doskonałego to równanie stanu gazu doskonałego.
Gaz doskonały to hipotetyczny gaz złożony z określonych cząstek. Cząsteczki tych gazów nie wywierają na siebie żadnej siły grawitacji, a ich zderzenia charakteryzują się całkowitą elastycznością. W ten sposób wartość jego energii kinetycznej jest wprost proporcjonalna do jego temperatury..
Rzeczywiste gazy, których zachowanie jest najbardziej podobne do gazów doskonałych, to gazy jednoatomowe, gdy znajdują się pod niskim ciśnieniem i w wysokich temperaturach..
Matematyczne wyrażenie prawa gazu doskonałego jest następujące:
P ∙ V = n ∙ R ∙ T
To równanie n jest liczbą moli, a R jest uniwersalną stałą gazów doskonałych, których wartość wynosi 0,082 atm ∙ L / (mol ∙ K).
Zarówno ogólne prawo gazowe, jak i prawa Boyle-Mariotte'a, Charlesa i Gay-Lussaca można znaleźć w wielu zjawiskach fizycznych. W ten sam sposób służą wyjaśnieniu działania wielu różnorodnych urządzeń mechanicznych życia codziennego..
Na przykład w szybkowarze można przestrzegać prawa Gaya Lussaca. W donicy objętość pozostaje stała, więc jeśli temperatura gazów w niej gromadzących się wzrasta, wzrasta również ciśnienie wewnętrzne naczynia..
Innym interesującym przykładem jest balon na ogrzane powietrze. Jego działanie opiera się na Charles Law. Ponieważ ciśnienie atmosferyczne można uznać za praktycznie stałe, to, co się dzieje, gdy gaz wypełniający balon jest podgrzewany, to wzrost zajmowanej przez niego objętości; zmniejsza to jego gęstość i balon może się podnieść.
Określić końcową temperaturę gazu, którego początkowe ciśnienie 3 atmosfer podwaja się, aby osiągnąć ciśnienie 6 atmosfer, jednocześnie zmniejszając jego objętość z 2 litrów do 1 litra, wiedząc, że początkowa temperatura gazu wynosiła 208,25 ºK.
Podstawiając następujące wyrażenie:
P.1 ∙ V1 / T1 = Pdwa ∙ Vdwa / Tdwa
musisz:
3 ∙ 2 / 208,25 = 6 ∙ 1 / Tdwa
Oczyszczanie, dojdziesz do Tdwa = 208,25 ºK
Biorąc pod uwagę gaz poddany ciśnieniu 600 mm Hg, zajmujący objętość 670 ml i w temperaturze 100 ºC, określić, jakie będzie jego ciśnienie przy 473 ºK, jeśli w tej temperaturze zajmie objętość 1500 ml.
W pierwszej kolejności wskazane (i generalnie konieczne) jest przekształcenie wszystkich danych w jednostki systemu międzynarodowego. W związku z tym musi:
P.1 = 600/760 = 0,789473684 atm około 0,79 atm
V1 = 0,67 l
T1 = 373 ºK
P.dwa = ?
Vdwa = 1,5 l
Tdwa = 473 ºK
Podstawiając następujące wyrażenie:
P.1 ∙ V1 / T1 = Pdwa ∙ Vdwa / Tdwa
musisz:
0,79 ∙ 0,67 / 373 = Pdwa 1,5 / 473
Rozwiązanie dla P.dwa dotrzesz do:
P.dwa = 0,484210526 około 0,48 atm
Jeszcze bez komentarzy