Συνδυασμένος Νόμος Αερίων – Ορισμός, Τύπος, Παραδείγματα
Ο συνδυασμένος νόμος για τα αέρια είναι ένας ιδανικός νόμος για τα αέρια που συνδυάζει το νόμο του Boyle, τον νόμο του Charles και τον νόμο του Gay-Lussac. Δηλώνει ότι η αναλογία μεταξύ του προϊόντος πίεσης-όγκου και της απόλυτης θερμοκρασίας ενός αερίου είναι σταθερή. Η πίεση, ο όγκος και η θερμοκρασία επιτρέπεται να αλλάξουν, αλλά η ποσότητα του αερίου (αριθμός moles) παραμένει αμετάβλητη. Βασικά, ο συνδυασμένος νόμος αερίων είναι ο ιδανικός νόμος αερίων, εκτός από το ότι λείπει ο νόμος του Avogadro. Ο συνδυασμένος νόμος για τα αέρια δεν έχει επίσημο ανακαλυφτή, επομένως δεν έχει όνομα.
- Συνδυασμένος νόμος αερίων:PV/T =k
- Νόμος του Boyle:PV =k
- Νόμος του Καρόλου:V/T =k
- Νόμος του Gay-Lussac:P/T =k
Τύπος συνδυασμένου νόμου αερίων
Ο βασικός τύπος για τον συνδυασμένο νόμο αερίων που σχετίζεται με την πίεση (P), τον όγκο (V) και την απόλυτη θερμοκρασία (T):
PV/T =k
Η σταθερά k είναι πραγματική σταθερά, εφόσον ο αριθμός των γραμμομορίων ενός αερίου παραμένει ο ίδιος. Εάν η ποσότητα του αερίου ποικίλλει, τότε το k αλλάζει.
Ο πρακτικός τύπος για τον νόμο συνδυασμένων αερίων δίνει τις συνθήκες "πριν και μετά" ενός αερίου:
P1 V1 / T1 =P2 V2 / T2
Η αναδιάταξη των μεταβλητών δίνει:
P1 V1 T2 =P2 V2 T1
Οποιεσδήποτε μονάδες πίεσης και όγκου είναι καλές, αλλά η θερμοκρασία πρέπει να είναι απόλυτη. Με άλλα λόγια, μετατρέψτε τις θερμοκρασίες Φαρενάιτ και Κελσίου σε Kelvin.
Πώς εφαρμόζεται ο νόμος συνδυασμένου αερίου στην καθημερινή ζωή
Ο συνδυασμένος νόμος των αερίων έχει πρακτικές εφαρμογές στην καθημερινή ζωή. Εφαρμόζεται όποτε η ποσότητα του αερίου παραμένει σταθερή, αλλά η πίεση, ο όγκος και η θερμοκρασία αλλάζουν. Για παράδειγμα, ο νόμος προβλέπει τη συμπεριφορά του σχηματισμού σύννεφων, των ψυγείων και των κλιματιστικών. Χρησιμοποιείται επίσης σε άλλους υπολογισμούς θερμοδυναμικής και ρευστομηχανικής.
Επειδή ο συνδυασμένος νόμος αερίων είναι ένας νόμος ιδανικών αερίων, προσεγγίζει μόνο τη συμπεριφορά των πραγματικών αερίων. Ο νόμος γίνεται λιγότερο ακριβής σε υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες.
Πρόβλημα παραδείγματος νόμου συνδυασμένου αερίου
Βρείτε τον όγκο ενός αερίου σε πίεση 760,0 mm Hg και 273 K όταν συλλέγονται 2,00 λίτρα σε 745,0 mm Hg και 25,0 °C.
Πρώτα μετατρέψτε τους 25,0 °C στην κλίμακα Kelvin. Αυτό σας δίνει 298 Kelvin.
Στη συνέχεια, συνδέστε τις τιμές στον τύπο συνδυασμένου νόμου αερίων. Το πιο συνηθισμένο λάθος που κάνουν οι μαθητές είναι να ανακατεύουν ποιοι αριθμοί πάνε μαζί. Η καταγραφή αυτών που σας δίνονται βοηθά στην αποφυγή αυτού του σφάλματος:
P1 =745,0 mm Hg
V1 =2,00 L
T1 =298 Κ
P2 =760,0 mm Hg
V2 =x (το άγνωστο που λύνετε)
T2 =273 K
Τακτοποιήστε τον τύπο προς επίλυση για το άγνωστο:
P1 V1 / T1 =P2 V2 / T2
P1 V1 T2 =P2 V2 T1
V2 =(P1 V1 T2 ) / (P2 T1 )
Συνδέστε τους αριθμούς:
V2 =(745,0 mm Hg · 2,00 L · 273 K) / (760 mm Hg · 298 K)
V2 =1.796 L
V2 =1,80 L
Αναφορές
- Castka, Joseph F.; Metcalfe, Η. Clark; Davis, Raymond E.; Williams, John E. (2002). Σύγχρονη Χημεία . Χολτ, Ράινχαρτ και Ουίνστον. ISBN 978-0-03-056537-3.
- Fullick, P. (1994). Φυσική . Heinemann. ISBN 978-0-435-57078-1.
- Raff, Lionel M. (2001) Principles of Physical Chemistry (1η έκδ.). Pearson College Div. ISBN:978-0130278050.
