Det generel gaslov Det er resultatet af at kombinere Boyle-Mariotte-loven, Charles-loven og Gay-Lussac-loven; faktisk kan disse tre love betragtes som særlige tilfælde i den generelle gaslov. Til gengæld kan den generelle gaslov betragtes som en specificering af den ideelle gaslov.
Den generelle gaslov etablerer et forhold mellem en gas, volumen, tryk og temperatur. På denne måde bekræfter han, at når man får en gas, forbliver produktet af dets tryk med det volumen, det optager divideret med den temperatur, ved hvilken det findes, konstant..
Gasser findes i forskellige processer i naturen og i et stort antal applikationer, både industrielle og hverdagslige. Derfor er det ikke overraskende, at den generelle gaslov har flere og forskellige anvendelser..
For eksempel gør denne lov det muligt at forklare driften af forskellige mekaniske anordninger såsom klimaanlæg og køleskabe, driften af varmluftballoner, og den kan endda bruges til at forklare processen med skydannelse..
Artikelindeks
Den matematiske formulering af loven er som følger:
P ∙ V / T = K
I dette udtryk er P trykket, T repræsenterer temperaturen (i grader Kelvin), V er gasens volumen, og K repræsenterer en konstant værdi.
Det forrige udtryk kan erstattes af følgende:
P1 ∙ V1 / T1 = Pto ∙ Vto / Tto
Denne sidste ligning er ret nyttig til at studere de ændringer, som gasser gennemgår, når en eller to af de termodynamiske variabler er modificeret (tryk, temperatur og volumen).
Hver af de ovennævnte love vedrører to af de termodynamiske variabler, i tilfælde af at den tredje variabel forbliver konstant.
Charles lov siger, at volumen og temperatur er direkte proportionale, så længe trykket forbliver uændret. Det matematiske udtryk for denne lov er følgende:
V = Kto ∙ T
På sin side fastslår Boyles lov, at tryk og volumen har et omvendt forhold til hinanden, når temperaturen forbliver konstant. Boyles lov er matematisk opsummeret som følger:
P ∙ V = K1
Endelig siger Gay-Lussac's lov, at temperatur og tryk er direkte proportionale i tilfælde, hvor gasens volumen ikke varierer. Matematisk udtrykkes loven som følger:
P = K3 ∙ T
I nævnte udtryk K1, Kto og K3 repræsenterer forskellige konstanter.
Den generelle gaslov kan opnås fra den ideelle gaslov. Den ideelle gaslov er tilstandsligningen af en idealgas.
En ideel gas er en hypotetisk gas, der består af specifikke partikler. Molekylerne i disse gasser udøver ingen tyngdekraft med hinanden, og deres kollisioner er karakteriseret ved at være helt elastiske. På denne måde er værdien af dets kinetiske energi direkte proportional med dens temperatur..
De virkelige gasser, hvis adfærd er mest lig den med ideelle gasser, er monatomiske gasser, når de er ved lave tryk og høje temperaturer..
Det matematiske udtryk for den ideelle gaslov er som følger:
P ∙ V = n ∙ R ∙ T
Denne ligning n er antallet af mol, og R er den universelle konstant af ideelle gasser, hvis værdi er 0,082 atm ∙ L / (mol ∙ K).
Både den generelle gaslov og Boyle-Mariotte, Charles og Gay-Lussac-lovene kan findes i en lang række fysiske fænomener. På samme måde tjener de til at forklare driften af mange og forskellige mekaniske apparater i hverdagen..
For eksempel kan du i en trykkoger overholde Gay Lussacs lov. I gryden forbliver volumen konstant, så hvis temperaturen på de gasser, der akkumuleres i den, stiger, øges det indre tryk i gryden også..
Et andet interessant eksempel er varmluftballonen. Driften er baseret på Charles Law. Da atmosfæretryk kan betragtes som praktisk talt konstant, hvad sker der, når den gas, der fylder ballonen opvarmes, er at volumenet, den optager, stiger; dette reducerer dens densitet, og ballonen kan stige.
Bestem den endelige temperatur på gas, hvis indledende tryk på 3 atmosfærer fordobles for at nå et tryk på 6 atmosfærer, mens du reducerer dens volumen fra et volumen på 2 liter til 1 liter, idet du ved, at den indledende temperatur på gassen var 208, 25 ºK.
Udskiftning i følgende udtryk:
P1 ∙ V1 / T1 = Pto ∙ Vto / Tto
du skal:
3 ∙ 2 / 208,25 = 6 ∙ 1 / Tto
Rydning, du kommer til Tto = 208,25 ºK
Når en gas udsættes for et tryk på 600 mm Hg, der optager et volumen på 670 ml og ved en temperatur på 100 ºC, skal du bestemme, hvad dens tryk vil være ved 473 ºK, hvis den ved denne temperatur optager et volumen på 1500 ml.
For det første tilrådes det (og generelt nødvendigt) at omdanne alle data til enheder i det internationale system. Således skal det:
P1 = 600/760 = 0,789473684 atm ca. 0,79 atm
V1 = 0,67 l
T1 = 373 ºK
Pto = ?
Vto = 1,5 l
Tto = 473 ºK
Udskiftning i følgende udtryk:
P1 ∙ V1 / T1 = Pto ∙ Vto / Tto
du skal:
0,79 ∙ 0,67 / 373 = Pto ∙ 1,5 / 473
Løsning for Pto du kommer til:
Pto = 0,484210526 ca. 0,48 atm
Endnu ingen kommentarer