가스 공식, 응용 및 해결 된 운동의 일반 법칙



그 가스의 일반법 Boyle-Mariotte 법, Charles 법 및 Gay-Lussac 법을 결합한 결과입니다. 사실,이 세 가지 법칙은 가스의 일반적인 법칙의 특별한 경우로 간주 될 수 있습니다. 차례로, 가스의 일반적인 법칙은 이상 기체의 법칙의 특수화로 간주 될 수있다.

가스의 일반적인 법칙은 가스의 부피, 압력 및 온도 사이의 관계를 설정합니다. 이런 식으로 그는 가스가 주어지면 그 가스가 차지하는 부피의 압력과 항상 일정한 온도로 나눈 곱의 상태.

가스는 자연의 여러 과정과 수많은 산업 및 일상적 응용에 존재합니다. 그러므로 가스의 일반법이 여러 가지 다양한 응용을한다는 것은 놀랄 일이 아니다.

예를 들어,이 법은 에어컨 및 냉장고와 같은 다양한 기계 장치의 작동, 열기구의 작동을 설명하며 심지어 구름의 형성 과정을 설명하는 데 사용될 수 있습니다.

색인

  • 1 수식
    • 1.1 보일 - 마리오트의 법, 찰스의 법과 게이 - 루삭의 법
    • 1.2 이상 기체의 법칙
  • 2 신청
  • 3 연습 문제 해결
    • 3.1 첫 번째 운동
    • 3.2 두 번째 운동
  • 4 참고

수식

법의 수학 공식은 다음과 같습니다.

P ∙ V / T = K

이 식에서, P는 압력, T는 온도 (켈빈도), V는 가스의 부피, K는 상수 값.

이전 표현식은 다음과 같이 바뀔 수 있습니다.

P1 ∙ V1 / T1 = P2 ∙ V2 / T2

이 마지막 방정식은 열역학 변수 (압력, 온도 및 부피) 중 하나 또는 두 개가 수정 될 때 가스가 겪는 변화를 연구하는 데 매우 유용합니다..

보일 - 마리 오트 법, 찰스 법과 게이 - 루삭 법

앞의 법칙들 각각은 두 번째 열역학 변수와 관련이 있습니다. 세 번째 변수가 일정한 경우.

Charles의 법칙에 의하면 압력이 변하지 않는 한 체적과 온도는 직접 비례한다고합니다. 이 법칙의 수학적 표현은 다음과 같습니다.

V = K2 ∙ T

반면 보일의 법칙은 온도가 일정하게 유지되면 압력과 부피가 서로 역비례 관계를 갖도록 설정합니다. 보일의 법칙은 다음과 같이 수학적으로 요약됩니다.

P ∙ V = K1

마지막으로 Gay-Lussac의 법칙에 따르면 온도와 압력은 기체의 부피가 변하지 않는 경우에 직접적으로 비례한다. 수학적으로 법칙은 다음과 같이 표현됩니다.

P = K3 ∙ T

상기 K 식에서1, 케이2 및 K3 그들은 다른 상수를 나타낸다..

이상 기체의 법칙

가스의 일반 법칙은 이상 기체의 법칙으로부터 얻을 수 있습니다. 이상 기체의 법칙은 이상 기체의 상태 방정식이다..

이상 기체는 시간적 특성을 갖는 입자로 구성된 가상의 기체이다. 이 가스들의 분자들은 서로간에 중력을 발휘하지 않으며 그 충격은 완전히 탄력적 인 것으로 특징 지워진다. 이런 방식으로 운동 에너지의 값은 온도에 직접 비례합니다.

이상 기체의 거동과 유사한 실제 기체는 저압 및 고온에있을 때 단원 자 기체이다..

이상 기체 법칙의 수학적 표현은 다음과 같습니다.

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

이 방정식 n은 몰수이며 R은 0.082 atm ∙ L / (mol ∙ K)의 이상 기체의 보편적 상수이다..

응용 프로그램

가스의 일반적인 법칙과 보일 - 마리 오트, 찰스 및 게이 - 루삭의 법칙은 수많은 물리적 현상에서 발견 될 수 있습니다. 마찬가지로, 그들은 일상 생활의 다양한 기계 장치의 작동을 설명하는 역할을한다..

예를 들어, 압력솥에서 게이 뤼삭의 법칙을 관찰 할 수 있습니다. 냄비에 부피가 일정하게 유지되므로 가스가 축적되는 온도를 높이면 솥의 내부 압력도 증가합니다.

또 다른 흥미로운 예는 열기구입니다. 그 작업은 Charles의 법칙에 기반을두고 있습니다. 대기압은 실제적으로 일정하다고 간주 될 수 있기 때문에, 풍선을 채우는 가스가 가열 될 때 일어나는 일은 그것이 차지하는 부피가 증가한다는 것입니다. 그래서 그것의 조밀도는 감소되고 지구는 올라갈 수있다.

해결 된 연습 문제

첫 번째 운동

가스의 초기 온도가 208 이었음을 알고, 2 기압에서 1 기압으로 6 기압의 압력에 도달하는 초기 기압 3 기압의 최종 가스 온도를 결정하고, 25 ºK.

솔루션

다음 식으로 대체하십시오.

 P1 ∙ V1 / T1 = P2 ∙ V2 / T2

너는해야한다 :

3 ∙ 2 / 208.25  = 6 ∙ 1 / T2

클리어링하면 T2 = 208,25 ° K

두 번째 운동

600 mmHg의 압력에 노출 된 가스가 670 ml의 부피와 100 ℃의 온도에서 차지하는 경우, 그 온도에서 그것이 1500 ml의 부피를 차지한다면 그 압력이 473 ° K가 될 것인가를 결정하십시오.

솔루션

첫째, 모든 데이터를 국제 체제의 단위로 변환하는 것이 바람직하다 (일반적으로 필요하다). 그래서, 당신은해야한다 :

P1 = 600/760 = 0.789473684 atm 약 0.79 atm

V1 = 0.67 l

T1 = 373 ° K

P2 = ?

V2 = 1.5 l

T2 = 473 ºK

다음 식으로 대체하십시오.

 P1 ∙ V1 / T1 = P2 ∙ V2 / T2

너는해야한다 :

0.79 ∙ 0.67 / 373 = P2 ∙ 1.5 / 473

클리어링 P2 당신은 다음을 얻습니다 :

P2 = 0.484210526 약 0.48 기압

참고 문헌

  1. Maria Schiavello; 비센테 리 베스 (Vicente Ribes), 레오나르도 팔미 사노 (Leonardo Palmisano) (2003). 화학의 기초. 바르셀로나 : Editorial Ariel, S.A.
  2. Laider, Keith, J. (1993). 옥스포드 대학 출판사, ed. 물리 화학의 세계.
  3. 일반 가스 법. (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 5 월 8 일 es.wikipedia.org에서 검색 함.
  4. 가스 법. (n.d.). Wikipedia에서. 2018 년 5 월 8 일 en.wikipedia.org에서 검색 함.
  5. Zumdahl, Steven S (1998). 화학 원리. Houghton Mifflin Company.