Undang-undang Am Gas Formula, Aplikasi dan Latihan Yang Selesai

The undang-undang umum gas adalah hasil menggabungkan hukum Boyle-Mariotte, undang-undang Charles dan undang-undang Gay-Lussac; Malah, ketiga-tiga undang-undang ini boleh dianggap sebagai kes-kes yang khusus bagi undang-undang umum gas. Sebaliknya, undang-undang umum gas boleh dipertimbangkan sebagai particularization dari undang-undang gas ideal.

Undang-undang umum gas menetapkan hubungan antara isipadu, tekanan dan suhu gas. Dengan cara ini, dia menyatakan bahawa, diberikan gas, produk tekanannya dengan jumlah yang ia terbagi dibahagikan dengan suhu di mana ia sentiasa tetap malar.

Gas hadir dalam pelbagai proses alam semula jadi dan dalam sebilangan besar aplikasi industri dan setiap hari. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa undang-undang umum gas mempunyai pelbagai dan pelbagai aplikasi.

Sebagai contoh, undang-undang ini membolehkan menjelaskan operasi peranti mekanikal yang berbeza seperti penghawa dingin dan peti sejuk, operasi belon udara panas, dan juga boleh digunakan untuk menjelaskan proses pembentukan awan.

Indeks

• 1 formula
  • 1.1 Undang-undang Boyle-Mariotte, undang-undang Charles dan undang-undang Gay-Lussac
  • 1.2 Undang-undang gas ideal
• 2 Aplikasi
• 3 Latihan diselesaikan
  • 3.1 Latihan pertama
  • 3.2 Latihan kedua
• 4 Rujukan

Formula

Perumusan matematika hukum adalah sebagai berikut:

P ∙ V / T = K

Dalam ungkapan ini P adalah tekanan, T mewakili suhu (dalam darjah Kelvin), V adalah isipadu gas, dan K mewakili nilai malar.

Ungkapan sebelumnya dapat digantikan dengan yang berikut:

P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

Persamaan terakhir ini agak berguna untuk mengkaji perubahan yang dialami oleh gas apabila satu atau dua pembolehubah termodinamik (tekanan, suhu dan isipadu) diubahsuai..

Undang-undang Boyle-Mariotte, undang-undang Charles dan undang-undang Gay-Lussac

Setiap undang-undang yang dinyatakan di atas mengaitkan dua pembolehubah termodinamik, dalam hal pembolehubah ketiga tetap tetap.

Undang-undang Charles menyatakan bahawa jumlah dan suhu adalah berkadar terus selagi tekanan tetap tidak berubah. Ekspresi matematik undang-undang ini adalah berikut:

V = K₂ ∙ T

Sebaliknya, undang-undang Boyle menegaskan bahawa tekanan dan kelantangan mempunyai hubungan sebaliknya berbanding satu sama lain apabila suhu tetap berterusan. Undang-undang Boyle diringkaskan secara matematik seperti berikut:

P ∙ V = K₁

Akhirnya, undang-undang Gay-Lussac menyatakan suhu dan tekanan adalah berkadar terus dengan kes-kes di mana jumlah gas tidak berubah. Matematik, undang-undang dinyatakan seperti berikut:

P = K₃ ∙ T

Dalam ungkapan K itu₁, K₂ dan K₃ mereka mewakili pemalar yang berlainan.

Undang-undang gas ideal

Undang-undang umum gas boleh diperoleh dari undang-undang gas ideal. Hukum gas ideal adalah persamaan keadaan gas ideal.

Gas ideal adalah gas hipotesis yang dibentuk oleh zarah dengan watak yang tepat. Molekul-molekul gas ini tidak menimbulkan sebarang daya graviti antara satu sama lain dan kejutan mereka dicirikan dengan menjadi sangat elastik. Dengan cara ini, nilai tenaga kinetiknya berkadar terus dengan suhunya.

Gas sebenar yang menyerupai tingkah laku gas yang ideal adalah gas monatom ketika mereka berada pada tekanan rendah dan suhu tinggi.

Ekspresi matematik undang-undang gas ideal adalah berikut:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Persamaan ini ialah bilangan tahi lalat dan R ialah pemalar sejagat gas ideal yang nilainya adalah 0,082 atm ∙ L / (mol ∙ K).

Permohonan

Kedua-dua undang-undang umum gas dan undang-undang Boyle-Mariotte, Charles dan Gay-Lussac boleh didapati dalam banyak fenomena fizikal. Begitu juga, mereka berkhidmat untuk menerangkan operasi pelbagai alat mekanikal dan kehidupan seharian.

Sebagai contoh, dalam periuk tekanan anda boleh mematuhi Hukum Gay Lussac. Di dalam periuk, jumlahnya kekal tetap, jadi jika anda meningkatkan suhu gas yang terkumpul di dalamnya, tekanan dalaman periuk juga meningkat.

Satu lagi contoh menarik adalah belon udara panas. Operasinya adalah berdasarkan Hukum Charles. Oleh kerana tekanan atmosfera boleh dipertimbangkan secara berterusan, apa yang berlaku apabila gas yang mengisi belon itu dipanaskan adalah bahawa volum ia menduduki meningkat; jadi ketumpatannya berkurang dan dunia dapat naik.

Latihan yang diselesaikan

Latihan pertama

Tentukan suhu gas terakhir yang tekanan awal 3 atmosfera berganda untuk mencapai tekanan 6 atmosfera, sambil mengurangkan isipadu dari isipadu 2 liter hingga 1 liter, mengetahui bahawa suhu awal gas adalah 208, 25 ºK.

Penyelesaian

Penggantian dalam ungkapan berikut:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

anda perlu:

3 ∙ 2 / 208.25  = 6 ∙ 1 / T₂

Pembersihan, anda dapat melakukannya T₂ = 208,25 ºK

Latihan kedua

Memandangkan gas tertakluk kepada tekanan 600 mm Hg, menduduki isipadu 670 ml dan pada suhu 100 ° C, tentukan apa tekanannya berada pada 473 ° K jika pada suhu itu ia mengisi volum 1500 ml.

Penyelesaian

Di tempat pertama, adalah dinasihatkan (dan secara amnya, perlu) untuk mengubah semua data menjadi unit sistem antarabangsa. Oleh itu, anda perlu:

P₁ = 600/760 = 0.789473684 atm kira-kira 0.79 atm

V₁ = 0.67 l

T₁ = 373 ºK

P₂ = ?

V₂ = 1.5 l

T₂ = 473 ºK

Penggantian dalam ungkapan berikut:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

anda perlu:

0.79 ∙ 0.67 / 373 = P₂ ∙ 1.5 / 473

Pembersihan P₂ anda dapat:

P₂ = 0.484210526 kira-kira 0.48 atm

Rujukan

1. Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003). Asas Kimia. Barcelona: Editorial Ariel, S.A.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, ed. Dunia Kimia Fizikal.
3. Undang-undang gas am. (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 8 Mei 2018, dari es.wikipedia.org.
4. Undang-undang gas. (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 8 Mei 2018, dari en.wikipedia.org.
5. Zumdahl, Steven S (1998). Prinsip Kimia. Syarikat Houghton Mifflin.