legea generală a gazelor Este rezultatul combinării legii Boyle-Mariotte, a legii Charles și a legii Gay-Lussac; de fapt, aceste trei legi pot fi considerate cazuri particulare ale legii generale a gazelor. La rândul său, legea generală a gazelor poate fi considerată ca o particularizare a legii gazelor ideale.
Legea generală a gazelor stabilește o relație între volumul, presiunea și temperatura unui gaz. În acest fel, el afirmă că, dat fiind un gaz, produsul presiunii sale de volumul pe care îl ocupă împărțit la temperatura la care se găsește rămâne întotdeauna constant..
Gazele sunt prezente în diferite procese din natură și într-o mare multitudine de aplicații, atât industriale, cât și de zi cu zi. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că legea generală a gazelor are aplicații multiple și diverse..
De exemplu, această lege permite explicarea funcționării diferitelor dispozitive mecanice, cum ar fi aparatele de aer condiționat și frigiderele, funcționarea baloanelor cu aer cald și poate fi utilizată chiar pentru a explica procesele de formare a norilor..
Indice articol
Formularea matematică a legii este următoarea:
P ∙ V / T = K
În această expresie P este presiunea, T reprezintă temperatura (în grade Kelvin), V este volumul gazului și K reprezintă o valoare constantă.
Expresia anterioară poate fi înlocuită cu următoarea:
P1 ∙ V1 / T1 = PDouă ∙ VDouă / TDouă
Această ultimă ecuație este destul de utilă pentru a studia modificările pe care le suferă gazele atunci când una sau două dintre variabilele termodinamice sunt modificate (presiune, temperatură și volum).
Fiecare dintre legile menționate mai sus raportează două dintre variabilele termodinamice, în cazul în care a treia variabilă rămâne constantă.
Legea lui Charles afirmă că volumul și temperatura sunt direct proporționale atât timp cât presiunea rămâne neschimbată. Expresia matematică a acestei legi este următoarea:
V = KDouă ∙ T
La rândul său, legea lui Boyle stabilește că presiunea și volumul au o relație inversă între ele atunci când temperatura rămâne constantă. Legea lui Boyle este rezumată matematic după cum urmează:
P ∙ V = K1
În cele din urmă, legea lui Gay-Lussac afirmă că temperatura și presiunea sunt direct proporționale pentru cazurile în care volumul gazului nu variază. Matematic legea este exprimată după cum urmează:
P = K3 ∙ T
În expresia menționată K1, KDouă și K3 reprezintă constante diferite.
Legea generală a gazelor poate fi obținută din legea gazelor ideale. Legea gazului ideal este ecuația de stare a unui gaz ideal.
Un gaz ideal este un gaz ipotetic alcătuit din particule specifice. Moleculele acestor gaze nu exercită nicio forță gravitațională între ele și coliziunile lor se caracterizează prin faptul că sunt total elastice. În acest fel, valoarea energiei sale cinetice este direct proporțională cu temperatura sa..
Gazele reale al căror comportament este cel mai similar cu cel al gazelor ideale sunt gazele monatomice atunci când sunt la presiuni scăzute și la temperaturi ridicate..
Expresia matematică a legii gazelor ideale este după cum urmează:
P ∙ V = n ∙ R ∙ T
Această ecuație n este numărul de moli și R este constanta universală a gazelor ideale a căror valoare este 0,082 atm ∙ L / (mol ∙ K).
Atât legea generală a gazelor, cât și legile Boyle-Mariotte, Charles și Gay-Lussac pot fi găsite într-o multitudine de fenomene fizice. În același mod, ele servesc pentru a explica funcționarea multor și variate dispozitive mecanice din viața de zi cu zi..
De exemplu, într-o oală sub presiune puteți respecta Legea lui Gay Lussac. În oală volumul rămâne constant, deci dacă crește temperatura gazelor care se acumulează în ea, crește și presiunea internă a oalei..
Un alt exemplu interesant este cel al balonului cu aer cald. Funcționarea sa se bazează pe Charles Law. Deoarece presiunea atmosferică poate fi considerată practic constantă, ceea ce se întâmplă atunci când gazul care umple balonul este încălzit este că volumul pe care îl ocupă crește; acest lucru îi reduce densitatea și balonul se poate ridica.
Determinați temperatura finală a gazului a cărei presiune inițială de 3 atmosfere se dublează pentru a ajunge la o presiune de 6 atmosfere, reducând în același timp volumul său de la un volum de 2 litri la 1 litru, știind că temperatura inițială a gazului a fost de 208, 25 ºK.
Înlocuind cu următoarea expresie:
P1 ∙ V1 / T1 = PDouă ∙ VDouă / TDouă
trebuie să:
3 ∙ 2 / 208,25 = 6 ∙ 1 / TDouă
Clearing, vei ajunge la TDouă = 208,25 ºK
Având în vedere un gaz supus unei presiuni de 600 mm Hg, ocupând un volum de 670 ml și la o temperatură de 100 ° C, determinați ce presiune va fi la 473 ° K dacă la acea temperatură ocupă un volum de 1500 ml.
În primul rând, este recomandabil (și, în general, necesar) să transformați toate datele în unități ale sistemului internațional. Astfel, trebuie să:
P1 = 600/760 = 0,789473684 atm aproximativ 0,79 atm
V1 = 0,67 l
T1 = 373 ºK
PDouă = ?
VDouă = 1,5 l
TDouă = 473 ºK
Înlocuind cu următoarea expresie:
P1 ∙ V1 / T1 = PDouă ∙ VDouă / TDouă
trebuie să:
0,79 ∙ 0,67 / 373 = PDouă ∙ 1,5 / 473
Rezolvarea pentru PDouă ajungi la:
PDouă = 0,484210526 aproximativ 0,48 atm
Nimeni nu a comentat acest articol încă.