ガスの一般法則公式、アプリケーションおよび解決された演習



の ガスの一般法則 Boyle-Mariotteの法則、Charlesの法則、Gay-Lussacの法則を組み合わせた結果です。実際、これらの3つの法則はガス一般法則の特定の事例と見なすことができます。言い換えると、気体の一般法則は理想気体の法則の特殊化と見なすことができます。.

ガスの一般法則は、ガスの体積、圧力および温度の間の関係を確立します。このように彼は、ガスが与えられたとき、それが占める体積によるその圧力の積をそれが常に一定のままである温度で割ったものを述べている.

ガスは、さまざまな自然のプロセスや、さまざまな産業用途や日常的な用途に存在します。したがって、ガスの一般法則が複数の多様な用途を持つことは驚くことではありません。.

たとえば、この法則は、エアコンや冷蔵庫などのさまざまな機械装置の動作、熱気球の動作、さらには雲の形成過程の説明にも使用できます。.

索引

  • 1式
    • 1.1 Boyle-Mariotteの法則、Charlesの法則およびGay-Lussacの法則
    • 1.2理想ガスの法則
  • 2アプリケーション
  • 3練習問題が解決しました
    • 3.1最初の練習
    • 3.2 2回目の演習
  • 4参考文献

式

法の数学的定式化は次のとおりです。

P∙V / T = K

この式で、Pは圧力、Tは温度（ケルビン度）、Vはガスの体積、Kは定数を表します。.

前の式は次のように置き換えることができます。

P1 ∙V1 / T1 = P2 ∙V2 / T2

この最後の方程式は、1つか2つの熱力学変数（圧力、温度、体積）が変更されたときにガスが受ける変化を調べるのに非常に役立ちます。.

ボイル - マリオットの法則、チャールズの法則、そしてゲイ - ルサックの法則

上記の各法則は、3番目の変数が一定のままである場合、2つの熱力学変数に関連します。.

Charlesの法則は、圧力が変化しない限り、体積と温度は正比例すると述べています。この法則の数学的表現は次のとおりです。

V = K2 ∙T

一方、ボイルの法則では、温度が一定の場合、圧力と体積は互いに反比例の関係にあるとしています。ボイルの法則は数学的に次のように要約されます。

P∙V = K1

最後に、Gay-Lussacの法則は、温度と圧力はガスの体積が変化しない場合に正比例すると述べています。数学的には、法則は次のように表現されます。

P = K3 ∙T

上記のK式では1, K2 とK3 それらは異なる定数を表します.

理想ガスの法則

気体の一般法則は理想気体の法則から得ることができます。理想気体の法則は理想気体の状態方程式です。.

理想的なガスは、時間通りの性質を持つ粒子で構成された仮想のガスです。これらのガスの分子は互いに重力を及ぼさず、それらの衝撃は完全に弾性的であるという特徴があります。このように、その運動エネルギーの値はその温度に正比例します.

理想的なガスの振る舞いに似ている実際のガスは、それらが低圧および高温にあるときの単原子ガスです。.

理想気体の法則の数学的表現は次のとおりです。

P∙V = n∙R∙T

この方程式nはモル数で、Rはその値が0.082 atm・L /（mol・K）である理想気体の普遍定数です。.

アプリケーション

一般的なガスの法則とBoyle-Mariotte、Charles、Gay-Lussacの法則の両方は、多数の物理現象に見出すことができます。同様に、彼らは日常生活の多くの様々な機械装置の動作を説明するのに役立ちます.

例えば、圧力鍋では、Gay Lussacの法則を守ることができます。ポット内では体積は一定のままなので、ポット内に蓄積するガスの温度を上げると、ポットの内圧も上がります。.

別の興味深い例は熱気球です。その操作はチャールズの法則に基づいています。大気圧は実質的に一定であると考えることができるので、バルーンを満たすガスが加熱されるときに起こることはそれが占める体積が増加するということです。その密度は減少し、地球は上昇できる.

解決した演習

最初の運動

ガスの初期温度が208であることを知って、3気圧の初期圧力が2気圧の容量から2リットルの容量に減少しながら、6気圧の圧力に達するために2倍になる最終ガス温​​度を決定する。 25ºK.

解決策

次の式に置き換えます。

 P1 ∙V1 / T1 = P2 ∙V2 / T2

あなたがする必要があります：

3∙2 / 208.25  = 6∙1 / T2

クリア、あなたはそれに到達 T2 =208,25ºK

セカンドエクササイズ

670 mlの体積を占め、100℃の温度で600 mm Hgの圧力を受けるガスを考え、その温度で1500 mlの体積を占める場合、その圧力が473°Kで何になるかを決定します。.

解決策

そもそも、すべてのデータを国際システムの単位に変換することをお勧めします（一般的には必要です）。だから、あなたはする必要があります：

P1 = 600/760 = 0.789473684 atm約0.79 atm

V1 = 0.67リットル

T1 = 373ºK

P2 = ?

V2 = 1.5リットル

T2 = 473ºK

次の式に置き換えます。

 P1 ∙V1 / T1 = P2 ∙V2 / T2

あなたがする必要があります：

0.79∙0.67 / 373 = P2 ∙1.5 / 473

クリアP2 あなたが得る：

P2 = 0.484210526約0.48気圧

参考文献

  1. マリオ・スカベロ。ビセンテ・リベス、レオナルド・パルミザーノ（2003）. 化学の基礎. バルセロナ：社説アリエル、S.A.
  2. Laider、Keith、J.（1993）。オックスフォード大学出版局編. 物理化学の世界.
  3. 一般ガス法（名詞）。ウィキペディアで。 es.wikipedia.orgから、2018年5月8日に取り出されました.
  4. ガス法（名詞）。ウィキペディアで。 2018年5月8日、en.wikipedia.orgから取得.
  5. Zumdahl、Steven S（1998）. 化学原理. ホートンミフリンカンパニー.