Законы о газе с примерами
1. Закон Бойля: (отношение давления к объему)
Газы обладают свойством расширения и сжимаемости. Типы газа не
влияют на степень расширения или сжимаемости. Все газы имеют
одинаковую постоянную расширения. Мы можем определить «закон
Бойля»;
«При постоянной температуре и количестве частиц давление и объем
газов обратно пропорциональны друг другу».
V обратно пропорционально P или
P.V = константа
Кроме того;
P1.V1=P2.V2=P3.V3=
.. (для того же газа при постоянной температуре и количестве
частиц.)
Следующая картина суммирует закон Бойля;
В первом контейнере у нас есть P.V
Во втором контейнере имеем 2P.V / 2 = P.V
В третьем контейнере мы имеем 4P.V / 4 = P.V
Как вы видете; когда мы уменьшаем объем контейнера, давление газа
увеличивается с тем же количеством, и умножение P и V всегда
остается постоянным.
Пример: газ объемом 150 cm3 имеет давление
120 см рт. Если мы увеличим объем контейнера до 300 cm3,
определим конечное давление газа.
Поскольку P1.V1 является постоянным из закона
Бойля;
P1.V1=P2.V2
120,150 = P2.300
P2 = 60 см рт.ст.
Как видно из примера, при увеличении объема газа давление
уменьшается с той же величиной.
2. Закон Чарльза: (Соотношение объема и температуры)
При постоянном количестве частиц и давлении объем газа прямо
пропорционален абсолютной температуре. Это утверждение называется «закон
Чарльза».
V / T = постоянная (количество частиц "n" и постоянная
давления "P")
Более того, в одной ситуации отношение V / T равно V1/T1,
а в другой ситуации - для того же газа при постоянных n и P.
Следующий график показывает соотношение между объемом и температурой
газов при постоянном давлении и числом частиц.
Изучите графики, приведенные выше. Мы должны измерять температуру в
единицах K всегда, чтобы вы могли видеть изменения на графиках,
когда мы принимаем 0C за единицу и K за единицу.
Пример: газ при 127 ° С имеет объем 240 мл. Если мы увеличим
температуру газа со 1270C до 227 ° С, определим
конечный объем газа.
Решение:
Сначала мы конвертируем единицу температуры.
T1=127+273=400 K
T2=227+273=500 K
V1=240 мл
V2=?
Мы используем закон Чарльза, чтобы решить эту проблему.
V1/T1=V2/T2
240/400=V2/500
V2=300 мл
Будьте осторожны, если вы не измените единицу измерения температуры,
вы не сможете найти реальное значение объема.
3. Закон Гей-Люссака / Амонтона: (Соотношение давления и
температуры)
Когда мы увеличиваем температуру газа, помещенного в контейнер,
имеющий постоянный объем, скорость молекул газа увеличивается.
Увеличение скорости молекул увеличивает число столкновений с
поверхностями, это давление. Другими словами, увеличивая температуру
газа при постоянном объеме и количестве частиц, повышают давление
газа. Приведенные ниже графики показывают соотношение давления и
температуры газа при постоянных значениях n и V.
Подводя итог, мы можем написать следующее уравнение;
P1/T1
= константа
Таким образом, P1/T1=P2/T2
Пример: если мы хотим уменьшить давление газа, помещенного в
контейнер, имеющий постоянный объем, с 4P до P, насколько нам
следует изменить его температуру. Его текущая температура составляет
127 0C.
P1=4P
P2=P
T1=127 0C=127+273=400 K
P1/T1=P2/T2
4P/400=P/T2
T2=100 K=t+273
t=-173 0C
4. Закон Авогадро: (отношение объема к числу частиц)
Газы, имеющие одинаковое давление и температуру, имеют одинаковое
количество частиц в равном количестве объемов. Другими словами,
объем и количество частиц газов прямо пропорциональны друг другу. В
предыдущих темах мы говорили, что 1 моль газа составляет 22,4 литра
при стандартных давлении и температуре, а 1 моль газа содержит 6,02
× 1023 молекул / атомов. Мы можем суммировать это соотношение с
помощью следующего уравнения;
V / n = постоянная или;
V1/n1=V2/n2
(P и T постоянны)
Пример: если 5 г газа O2 имеет объем 200 см3,
найдите объем 20 см3 O2 при тех же условиях.
(О = 16)
Решение:
O2 = 2x16 = 32
мы должны найти родинки O2 в двух ситуациях.
n1 = 5/32 молей и n2 = 20/32 молей
V1/n1=V2/n2
200/5/32=V2/20/32
V2=800 см3
5. Закон Далтона: (отношение давления к числу частиц)
Увеличивая количество частиц в закрытом контейнере,
давление газа увеличивается. Другими словами, давление газов прямо
пропорционально его молям при постоянном объеме и температуре.
P / n = постоянная или;
P1/n1=P2/n2
Пример: если давление SO2 уменьшается с
6P до 3P, найдите изменение в молях его при постоянном объеме и
температуре.
Решение:
P1=6P, P2=3P
n1=n
n2=?
Используя закон Далтона;
P1/n1=P2/n2
6P/n=3P/n2
n2=n/2
изменение молей SO2 равно n-n / 2 = n / 2
Газовые
экзамены и решение проблем
