Bendrosios dujų teisės formulės, taikomosios programos ir išspręstos pratybos

The bendrųjų dujų teisės yra Boyle-Mariotte teisės, Karolio teisės ir Gėjus-Lusako įstatymo derinys; iš tikrųjų šie trys įstatymai gali būti laikomi konkrečiais bendrosios dujų teisės atvejais. Savo ruožtu, bendroji dujų teisė gali būti laikoma idealių dujų teisės ypatumais.

Bendra dujų dujų teisė nustato santykį tarp dujų tūrio, slėgio ir temperatūros. Tokiu būdu jis teigia, kad, atsižvelgiant į dujas, jo slėgio produktas, kurį jis užima, padalytas iš temperatūros, kuria jis visada lieka pastovus.

Dujos yra įvairiuose gamtos procesuose ir daugelyje pramoninių ir kasdienių darbų. Todėl nenuostabu, kad bendra dujų teisė turi daug ir įvairių programų.

Pavyzdžiui, šis įstatymas leidžia paaiškinti įvairių mechaninių įrenginių, pvz., Oro kondicionierių ir šaldytuvų, karšto oro balionų veikimą, veikimą ir netgi galima paaiškinti debesų susidarymo procesus..

Indeksas

• 1 Formulės
  • 1.1 Boyle-Mariotte įstatymas, Karlo įstatymas ir Gay-Lussac įstatymas
  • 1.2 Idealių dujų teisė
• 2 Programos
• 3 Išspręstos pratybos
  • 3.1 Pirmasis pratimas
  • 3.2 Antrasis pratimas
• 4 Nuorodos

Formulės

Matematinė įstatymo formuluotė yra tokia:

P ∙ V / T = K

Šioje išraiška P yra slėgis, T reiškia temperatūrą (Kelvino laipsniais), V - dujų tūrį, o K - pastovią vertę.

Ankstesnė išraiška gali būti pakeista taip:

P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

Ši paskutinė lygtis yra gana naudinga tiriant dujų patiriamus pokyčius, kai vienas ar du termodinaminiai kintamieji (slėgis, temperatūra ir tūris) yra modifikuoti..

Boyle-Mariotte įstatymas, Karlo įstatymas ir Gay-Lussac įstatymas

Kiekvienas iš minėtų įstatymų susijęs su dviem termodinaminiais kintamaisiais, tuo atveju, jei trečiasis kintamasis išlieka pastovus.

Charleso įstatyme teigiama, kad tūris ir temperatūra yra tiesiogiai proporcingi tol, kol slėgis lieka nepakitęs. Šio įstatymo matematinė išraiška yra tokia:

V = K₂ ∙ T

Kita vertus, Boyle įstatymas nustato, kad slėgis ir tūris turi atvirkštinio proporcingumo santykį vienas su kitu, kai temperatūra išlieka pastovi. Boyle įstatymas matematiškai apibendrinamas taip:

P ∙ V = K₁

Galiausiai Gay-Lussac įstatyme nustatyta, kad temperatūra ir slėgis yra tiesiogiai proporcingi atvejams, kai dujų tūris nepasikeičia. Matematiškai įstatymas išreiškiamas taip:

P = K₃ ∙ T

Minėtoje K frazėje₁, K₂ ir K₃ jie atstovauja skirtingas konstantas.

Idealių dujų teisė

Bendrą dujų teisę galima gauti iš idealių dujų teisės. Idealių dujų teisė yra idealios dujų būklės lygtis.

Ideali dujos yra hipotetinės dujos, kurias sudaro punktualios charakteristikos. Šių dujų molekulės neturi jokios gravitacinės jėgos tarpusavyje ir jų sukrėtimai yra būdingi visiškai elastingiems. Tokiu būdu jo kinetinės energijos vertė yra tiesiogiai proporcinga jo temperatūrai.

Tikrosios dujos, kurios elgiasi panašiai kaip idealios dujos, yra monatominės dujos, kai jos yra žemo slėgio ir aukštos temperatūros.

Matematinė idealių dujų teisės išraiška yra tokia:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Ši lygtis n yra molių skaičius ir R yra idealių dujų, kurių vertė yra 0,082 atm ∙ L / (mol ∙ K), visuotinė konstanta..

Programos

Tiek bendruosius dujas reglamentuojančius įstatymus, tiek Boyle-Mariotte, Charles ir Gay-Lussac įstatymus galima rasti daugelyje fizinių reiškinių. Panašiai jie padeda paaiškinti daugelio ir įvairiausių kasdienio gyvenimo mechaninių įrenginių veikimą.

Pavyzdžiui, slėginėje viryklėje galite stebėti Gay Lussac įstatymą. Puodelyje tūris išlieka pastovus, todėl, jei padidinsite joje kaupiamų dujų temperatūrą, padidėja vidinis katilo slėgis.

Kitas įdomus pavyzdys yra karšto oro balionas. Jo veikla grindžiama Karlo įstatymu. Kadangi atmosferos slėgis gali būti laikomas praktiškai pastoviu, tai, kas vyksta, kai šildomas balioną užpildantis dujų kiekis, yra tai, kad tūris padidėja; taip sumažėja jo tankis, o pasaulis gali pakilti.

Išspręstos pratybos

Pirmasis pratimas

Nustatykite galutinę dujų temperatūrą, kurios pradinis 3 atmosferos slėgis padvigubėja, kad pasiektų 6 atmosferų slėgį, sumažinant jo tūrį nuo 2 litrų iki 1 litro, žinant, kad pradinė dujų temperatūra buvo 208, 25 ° K.

Sprendimas

Pakeičiant šią formuluotę:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

jūs turite:

3 ∙ 2 / 208.25  = 6 ∙ 1 / T₂

Kliringo, jūs gaunate tai T₂ = 208,25 ° K

Antrasis pratimas

Atsižvelgiant į 600 mm Hg slėgį, esant 670 ml tūriui ir esant 100 ° C temperatūrai, nustatykite, koks jos slėgis bus 473 ° K, jei ta temperatūra užima 1500 ml tūrio..

Sprendimas

Visų pirma, patartina (ir apskritai būtina) visus duomenis paversti tarptautinės sistemos vienetais. Taigi, turite:

P₁ = 600/760 = 0,789473684 atm maždaug 0,79 atm

V₁ = 0,67 l

T₁ = 373 ° K

P₂ = ?

V₂ = 1,5 l

T₂ = 473 ° K

Pakeičiant šią formuluotę:

 P₁ ∙ V₁ / T₁ = P₂ ∙ V₂ / T₂

jūs turite:

0,79 ∙ 0,67 / 373 = P₂ ∙ 1,5 / 473

Kliringo P₂ jūs gaunate:

P₂ = 0,484210526 maždaug 0,48 atm

Nuorodos

1. Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003). Chemijos pagrindai. Barselona: Redaktorius Ariel, S.A.
2. Laider, Keith, J. (1993). Oksfordo universiteto leidykla, ed. Fizinės chemijos pasaulis.
3. Bendrasis dujų įstatymas. (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 8 d. Iš es.wikipedia.org.
4. Dujų įstatymai. (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 8 d., Iš en.wikipedia.org.
5. Zumdahl, Steven S (1998). Cheminiai principai. Houghton Mifflin Company.