Opći zakon o formulama plinova, primjene i riješene vježbe

opći zakon o plinovima rezultat je kombiniranja Boyle-Mariotteovog zakona, Charlesovog zakona i Gay-Lussac zakona; u stvari, ova tri zakona mogu se smatrati posebnim slučajevima općeg zakona plinova. Zauzvrat, opći zakon plinova može se smatrati određivanjem zakona idealnih plinova.

Opći zakon plinova uspostavlja odnos između volumena, tlaka i temperature plina. Na taj način on navodi da, s obzirom na plin, proizvod njegovog pritiska na volumen koji zauzima podijeljen temperaturom na kojoj je uvijek konstantan.

Plinovi su prisutni u različitim procesima prirode iu velikom broju industrijskih i svakodnevnih primjena. Stoga ne iznenađuje da opći zakon o plinovima ima višestruku i raznoliku primjenu.

Na primjer, ovaj zakon dopušta objašnjenje rada različitih mehaničkih uređaja kao što su klima uređaji i hladnjaci, rad balonima s vrućim zrakom, a može se čak i koristiti za objašnjenje procesa formiranja oblaka..

indeks

• 1 Formule
  • 1.1 Zakon Boyle-Mariotte, Charlesov zakon i zakon Gay-Lussac
  • 1.2 Zakon idealnih plinova
• 2 Programi
• 3 vježbe riješene
  • 3.1 Prva vježba
  • 3.2 Druga vježba
• 4 Reference

formula

Matematička formulacija zakona je sljedeća:

P / V / T = K

U ovom izrazu P je tlak, T predstavlja temperaturu (u stupnjevima Kelvina), V je volumen plina, a K predstavlja konstantnu vrijednost.

Prethodni izraz može se zamijeniti sljedećim:

P₁ . V₁ / T₁ = P₂ . V₂ / T₂

Ova zadnja jednadžba je vrlo korisna za proučavanje promjena koje su iskusili plinovi kada se jedna ili dvije termodinamičke varijable (tlak, temperatura i volumen) modificiraju..

Zakon Boyle-Mariotte, Charlesov zakon i zakon Gay-Lussac

Svaki od navedenih zakona povezuje dvije od termodinamičkih varijabli, u slučaju da treća varijabla ostaje konstantna.

Charlesov zakon navodi da su volumen i temperatura izravno proporcionalni sve dok je tlak nepromijenjen. Matematički izraz ovog zakona je sljedeći:

V = K₂ T

S druge strane, Boyleov zakon utvrđuje da tlak i volumen imaju odnos obrnute proporcionalnosti jedan prema drugom kada temperatura ostaje konstantna. Boyleov zakon sažeto je matematički kako slijedi:

P = V = K₁

Konačno, zakon Gay-Lussac navodi da su temperatura i tlak izravno proporcionalni slučajevima u kojima se volumen plina ne mijenja. Matematički, zakon je izražen kako slijedi:

P = K₃ T

U navedenom K izrazu₁, K₂ i K₃ oni predstavljaju različite konstante.

Zakon idealnih plinova

Opći zakon plinova može se dobiti iz zakona idealnih plinova. Zakon idealnih plinova je jednadžba stanja idealnog plina.

Idealni plin je hipotetski plin sastavljen od čestica koje imaju točan karakter. Molekule tih plinova ne ispoljavaju nikakvu gravitacijsku silu jedna s drugom i njihove šokove karakterizira potpuno elastičnost. Na taj je način vrijednost njegove kinetičke energije izravno proporcionalna njezinoj temperaturi.

Stvarni plinovi čije ponašanje nalikuje idealnim plinovima su monatomski plinovi kada se nalaze na niskim tlakovima i visokim temperaturama.

Matematički izraz zakona idealnih plinova je sljedeći:

P = V = n ∙ R. T

Ova jednadžba n je broj mola, a R je univerzalna konstanta idealnih plinova čija je vrijednost 0.082 atm / L / (mol) K).

aplikacije

I opći zakon plinova i zakoni Boyle-Mariottea, Charlesa i Gay-Lussaca mogu se naći u mnoštvu fizičkih fenomena. Slično tome, oni služe za objašnjenje rada mnogih i raznovrsnih mehaničkih naprava svakodnevnog života.

Primjerice, u loncu pod tlakom možete promatrati Gay Lussacov zakon. U posudi volumen ostaje konstantan, pa ako povećate temperaturu plinova koji se u njoj nakupljaju, unutarnji tlak u posudi se također povećava..

Još jedan zanimljiv primjer je balon s vrućim zrakom. Njegov rad temelji se na Zakonu Charlesa. Budući da se atmosferski tlak može smatrati praktički konstantnim, što se događa kada se plinsko punjenje balona zagrije, volumen koji zauzima povećava se; tako da se njegova gustoća smanjuje i globus može uskrsnuti.

Riješene vježbe

Prva vježba

Odredite konačnu temperaturu plina čiji se početni tlak od 3 atmosfere udvostručuje kako bi se postigao tlak od 6 atmosfera, dok se njegov volumen smanjuje s volumena od 2 litre na 1 litru, znajući da je početna temperatura plina 208, 25 ºK.

otopina

Zamjena u sljedećem izrazu:

 P₁ . V₁ / T₁ = P₂ . V₂ / T₂

morate:

3/2 / 208,25  = 6/1 / T₂

Čišćenje, dođite do toga T₂ = 208,25 ° K

Druga vježba

S obzirom na plin podvrgnut tlaku od 600 mm Hg, koji zauzima volumen od 670 ml i na temperaturi od 100 ° C, odredite koji će tlak biti na 473 ° K ako na toj temperaturi zauzima volumen od 1500 ml.

otopina

Prije svega, preporučljivo je (i općenito nužno) transformirati sve podatke u jedinice međunarodnog sustava. Dakle, morate:

P₁ = 600/760 = 0.789473684 atm približno 0.79 atm

V₁ = 0,67 1

T₁ = 373 ° K

P₂ = ?

V₂ = 1.5 1

T₂ = 473 ° K

Zamjena u sljedećem izrazu:

 P₁ . V₁ / T₁ = P₂ . V₂ / T₂

morate:

0,79 7 0,67 / 373 = P₂ 1,5 / 473

Čišćenje P₂ možete doći do:

P₂ = 0.484210526 približno 0.48 atm

reference

1. Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003). Osnove kemije. Barcelona: Uvodnik Ariel, S.A..
2. Laider, Keith, J. (1993). Oxford University Press, izd. Svijet fizičke kemije.
3. Opći zakon o plinu. (N. D.). U Wikipediji. Preuzeto 8. svibnja 2018. s es.wikipedia.org.
4. Zakoni o plinu. (N. D.). U Wikipediji. Preuzeto 8. svibnja 2018. s en.wikipedia.org.
5. Zumdahl, Steven S (1998). Kemijski principi. Tvrtka Houghton Mifflin.