GENEREL GASLOV: FORMLER, APPLIKATIONER OG ØVELSER - KEMI - 2025

Den generelle gaslov er resultatet af at kombinere Boyle-Mariottes lov, Charles's lov og Gay-Lussac's lov; faktisk kan disse tre love betragtes som særlige tilfælde af den generelle gaslov. Til gengæld kan den generelle gaslov betragtes som en specificering af den ideelle gaslov.

Den generelle gaslov etablerer et forhold mellem volumen, tryk og temperatur på en gas. På denne måde bekræfter han, at givet en gas forbliver produktet af dets tryk med det volumen, det optager, divideret med temperaturen, ved hvilket det altid er konstant.

Gasser er til stede i forskellige processer i naturen og i en lang række anvendelser, både industrielle og i hverdagen. Derfor er det ikke overraskende, at den generelle gaslov har flere og forskellige anvendelser.

For eksempel tillader denne lov os at forklare driften af ​​forskellige mekaniske enheder, såsom klimaanlæg og køleskabe, driften af ​​varmluftsballoner og kan endda bruges til at forklare processerne med skydannelse.

formler

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 volumen af ​​gassen, og K repræsenterer en konstant værdi.

Det forrige udtryk kan erstattes af følgende:

P ₁ ∙ V ₁ / T ₁ = P ₂ ∙ V ₂ / T ₂

Denne sidste ligning er meget nyttig til at studere de ændringer, som gasser gennemgår, når en eller to af de termodynamiske variabler (tryk, temperatur og volumen) ændres.

Boyle-Mariotte's Law, Charles's Law og Gay-Lussac's Law

Hver af de nævnte love vedrører to af de termodynamiske variabler, i tilfælde af at den tredje variabel forbliver konstant.

Charles's lov hedder, at volumen og temperatur er direkte proportionelle, så længe trykket forbliver uændret. Det matematiske udtryk for denne lov er følgende:

V = K ₂ ∙ T

Boyle's lov fastslår på sin side, at tryk og volumen har et omvendt forhold til hinanden, når temperaturen forbliver konstant. Boyle's lov er matematisk opsummeret som følger:

P ∙ V = K ₁

Endelig hedder Gay-Lussacs lov, at temperatur og tryk er direkte proportionelle i tilfælde, hvor volumen af ​​gas ikke varierer. Matematisk er loven udtrykt som følger:

P = K ₃ ∙ T

I dette udtryk K ₁, K ₂ og K ₃ repræsenterer forskellige konstanter.

Ideel gaslov

Den generelle gaslov kan fås fra den ideelle gaslov. Den ideelle gaslov er ligningen af ​​en ideel gas.

En ideel gas er en hypotetisk gas, der består af partikler med en punktkarakter. Molekylerne i disse gasser udøver ikke nogen tyngdekraft med hinanden, og deres kollisioner er kendetegnet ved at være helt elastiske. På denne måde er værdien af ​​dens kinetiske energi direkte proportional med dens temperatur.

De virkelige gasser, hvis opførsel mest ligner den hos ideelle gasser er monatomiske gasser 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 for ideelle gasser, hvis værdi er 0,082 atm ∙ L / (mol ∙ K).

Applikationer

Både den generelle gaslov og Boyle-Mariotte-, Charles- og Gay-Lussac-lovene findes i et væld af 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 trykskog overholde Gay Lussac's Law. I gryden forbliver volumen konstant, så hvis temperaturen på de gasser, der akkumuleres i den stiger, stiger også det indre tryk i gryden.

Et andet interessant eksempel er varmluftsballonen. Dets drift er baseret på Charles Law. I betragtning af at atmosfærisk tryk kan betragtes som praktisk konstant, hvad der sker, når den gas, der fylder ballonen, opvarmes, er, at volumenet, den optager, stiger; således reduceres dens densitet, og ballonen kan stige op.

Løst øvelser

Første øvelse

Bestem den endelige temperatur på gas, hvis oprindelige tryk på 3 atmosfærer fordobles, indtil det når et tryk på 6 atmosfærer, mens du reducerer dens volumen fra et volumen på 2 liter til 1 liter, vel vidende, at gasens starttemperatur var 208, 25 ºK.

Løsning

I stedet for følgende udtryk:

P ₁ ∙ V ₁ / T ₁ = P ₂ ∙ V ₂ / T ₂

du skal:

Løsning for, får vi den T ₂ = 208,25 ºK

Anden øvelse

I betragtning af en gas udsat for et tryk på 600 mm Hg, der optager et volumen på 670 ml og ved en temperatur på 100 ° C, bestemmes, hvad dets tryk vil være ved 473 ° K, hvis det ved den temperatur optager et volumen på 1500 ml.

Løsning

Først og fremmest er det tilrådeligt (og generelt nødvendigt) at omdanne alle data til enheder i det internationale system. Således skal du:

P ₁ = 600/760 = 0,778936364 atm ca. 0,79 atm

V ₁ = 0,67 l

T ₁ = 373 ºK

P ₂ =?

V ₂ = 1,5 l

T ₂ = 473 ºK

I stedet for følgende udtryk:

P ₁ ∙ V ₁ / T ₁ = P ₂ ∙ V ₂ / T ₂

du skal:

0,79 ∙ 0,67 / 373 = P ₂ ∙ 1,5 / 473

Løsning for P ₂ får vi:

P ₂ = 0,484210526 ca. 0,48 atm

Referencer

1. Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003). Grundlæggende kemi. Barcelona: Redaktion Ariel, SA
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, red. Verden for fysisk kemi.
3. Generel gaslovgivning. (Nd). På Wikipedia. Hentet den 8. maj 2018 fra es.wikipedia.org.
4. Gaslove. (Nd). På Wikipedia. Hentet den 8. maj 2018 fra en.wikipedia.org.
5. Zumdahl, Steven S (1998). Kemiske principper. Houghton Mifflin Company.