Bago hanapin ang kahulugan ng pariralang "batas ng gas", kailangang alamin kung ano ang gas. Ang mga gas ay mga sangkap na ang mga particle ay random na gumagalaw sa kalawakan. Ang mga sangkap na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakahina na intermolecular, interatomic at interionic na pakikipag-ugnayan. Ang gas na estado ay tinatawag ding isang gas, iyon ay, isa sa apat, bilang karagdagan sa likido, solid at plasma, pinagsama-samang mga estado ng bagay. Ang mga gas ay may sariling batas. Ano ang batas sa gas?
Definition
Mula sa pisikal na pananaw, ang mga batas sa gas ay mga batas na nagpapaliwanag ng mga isoprocess na nagaganap sa isang perpektong gas. Ang isang kagiliw-giliw na katotohanan ay na sa kimika mayroon ding ilang mga pattern para sa paglalarawan ng mga naturang sangkap na sumasalamin sa mga batas ng pisika. Gayunpaman, ang mga batas na ito ay nalalapat sa mga tunay na gas. Ngayon ito ay nagkakahalaga ng pag-unawa kung ano ang isang perpektong gas at isang isoprocess. Magsimula na tayo.
Ideal na gas
Ang perpektong gas ay isang mathematical na modelo ng isang tunay na gas, na ipinapalagay na walang interaksyon sa pagitan ng mga particle ng gas. Mula sa palagay na itosumusunod na ang mga particle ay nakikipag-ugnayan lamang sa sisidlan kung saan matatagpuan ang sangkap, at gayundin na ang masa ng mga particle ng sangkap na ito ay napakaliit na maaari itong ganap na hindi kasama sa pagsasaalang-alang.
Isoprocesses
Upang masagot ang tanong kung ano ang isoprocess, kailangan mong bumaling sa thermodynamics (isa sa mga sangay ng physics). Upang ilarawan ang estado ng isang gas (ideal na gas), ang mga pangunahing parameter ay presyon, temperatura at volume.
Kaya, ang mga isoprocess ay mga prosesong nagaganap sa mga gas, sa kondisyon na ang isa sa tatlong parameter na ito ay nananatiling hindi nagbabago sa paglipas ng panahon. Sa isothermal na proseso ang temperatura ay hindi nagbabago, sa isobaric na proseso ang presyon ay hindi nagbabago, at sa isochoric na proseso ang volume ay hindi nagbabago.
Mendeleev-Clapeyron equation
Bago talakayin ang mga batas sa gas, kailangang malaman kung ano ang Mendeleev-Clapeyron equation at kung paano nauugnay ang equation na ito sa mga gas at sa kanilang mga batas. Upang ilarawan ang pag-asa sa isa't isa ng lahat ng parehong mga tagapagpahiwatig - presyon, volume, temperatura, ang unibersal na gas constant at volume (molar) ay idinagdag din.
Ang equation ay may sumusunod na anyo: pV=RT.
R - unibersal na gas constant, maaari mo itong kalkulahin sa iyong sarili, o maaari mong gamitin ang kilalang halaga - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Kaya, ang volume ng molar ay ang ratio ng volume sa dami ng substance (sa mga moles), at ang dami ng substance, naman, ay ang ratio ng mass sa molar mass.
Ang equation ay maaaring isulat tulad ng sumusunodparaan: pV=(m / M)RT.
Anong mga batas ng gas ang umiiral sa physics
Tulad ng nabanggit kanina, ang mga isoprocess ay isinasaalang-alang sa physics. Mayroong mga formula para sa pagtitiwala ng tatlong pangunahing dami (volume, presyon, temperatura) sa bawat isa. Mga batas sa gas sa physics:
- Boyle-Mariotte's law, na inilapat sa kaso ng isang isothermal na proseso: ang produkto ng presyon at dami ng gas ay nananatiling hindi nagbabago sa paglipas ng panahon. Batay sa equation ng Mendeleev-Clapeyron - pV=(m / M)RT=const, ang batas na ito ay nagsasaad na ang resulta ng pagpaparami ng presyon at dami ay magiging pare-pareho, sa kondisyon na ang temperatura ng gas at ang masa nito ay mananatiling hindi nagbabago.
- Batas ng Gay-Lussac, na nalalapat sa mga prosesong isobaric. Sa kasong ito, ang ratio ng volume at temperatura ay nananatiling hindi nagbabago: V / T=const. Ang batas ng Gay-Lussac ay maaaring buuin tulad ng sumusunod: kung ang presyon at masa ng isang gas ay nananatiling hindi nagbabago sa paglipas ng panahon, ang quotient ng volume na hinati sa temperatura ay isang pare-parehong halaga.
- batas ni Charles - para sa mga prosesong isochoric. Ang ratio ng presyon at temperatura ay hindi nagbabago: p / T=const. Sa kasong ito, pare-pareho ang ratio ng presyon at temperatura ng gas habang nananatiling hindi nagbabago ang presyon at masa.
Mga Batas sa Gas: Chemistry
Kabilang sa mga batas na ito:
- batas ni Avogadro. Ito ay nabuo bilang mga sumusunod: ang pantay na dami ng iba't ibang mga gas ay naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula, ang iba pang mga bagay ay pantay (presyon at temperatura). Mula sa batas na ito ay sumusunod -sa ilalim ng normal na mga kondisyon (normal na kondisyon ay isang presyon ng 101.235 kPa at isang temperatura ng 273 K), ang dami ng ganap na anumang gas na inookupahan ng 1 mole ay 22.4 litro.
- D alton's Law: ang mga volume na inookupahan ng mga gas na tumutugon sa isa't isa at mga produktong nakuha sa panahon ng reaksyon, kapag hinahati ang una sa pangalawa, nagreresulta sa maliit, ngunit eksaktong integer na mga numero, na tinatawag na coefficients.
- Batas ng partial pressures: upang matukoy ang presyon ng pinaghalong mga gas, kinakailangang idagdag ang mga pressure na nilikha ng mga gas ng pinaghalong.
Iba-ibang batas na nalalapat sa mga gas
Marahil maraming tao ang nag-iisip na ang mga gas ay ang pinakasimpleng pinagsama-samang estado: ang parehong mga particle ay gumagalaw nang random, at ang distansya sa pagitan ng mga ito ay maximum (lalo na kung ihahambing sa mga solido), at ang masa ng parehong mga particle ay maliit. Gayunpaman, ang mga batas na inilapat upang ilarawan ang mga estado ng naturang mga sangkap ay lubhang magkakaibang. Ito ay sumusunod mula sa kung ano ang sinabi sa itaas na hindi lamang ang pisika ay tumatalakay sa pag-aaral ng tanong ng mga batas ng gas. Bukod dito, pareho sa pisika at sa kimika ay walang isa o dalawa sa kanila. Mula dito ay maaaring magkaroon ng konklusyon na ang tila simple ay hindi palaging ganoon sa katotohanan.
