Lahatsoratra momba ny lalàn'ny entona idealy (fitoviana ny toetry ny entona idealy)
Ny lalàn'ny entona, anisan'izany ny lalàn'i Boyle, ny lalàn'i Charles, ary ny lalàn'i Gay-Lussac , dia tsy mihatra amin'ny toe-javatra rehetra momba ny entona, ka mahatonga ny famakafakana ho sarotra kokoa. Mba hanatsorana ny famakafakana, dia noforonina ny modely momba ny entona idealy. Tsy misy amin'ny fiainana andavanandro ny entona idealy; endrika tonga lafatra fotsiny izy ireo noforonina mba hanatsorana ny famakafakana. Ny foto-kevitry ny entona idealy dia manampy antsika betsaka amin'ny fandinihana ny fifandraisana misy eo amin'ireo lalàn'ny entona telo ireo.
Ny fifandraisana misy eo amin'ny mari-pana, ny volume ary ny tsindrin'ny entona
Amin'ny firesahana ireo lalàn'ny entona telo etsy ambony ireo, dia afaka mahazo fifandraisana ankapobeny kokoa eo amin'ny mari-pana, ny habetsahana ary ny tsindrin'ny entona isika.
Raha ampiarahina ho iray ny equation 1, equation 2 ary equation 3 dia ho toy izao ny endriny: PV ∝ T → Ratio 4
Ity tahan'ny ity dia milaza fa ny tsindry (P) sy ny volume (V) dia mifanandrify amin'ny mari-pana tanteraka (T).
Mifanohitra amin'izany, ny volume (V) dia mifanandrify amin'ny tsindry (P).
Ny tahan'ny 4 dia ovaina ho toy izao manaraka izao:
Information:
P 1 = tsindry voalohany (Pa na N/m 2 )
P 2 = tsindry farany (Pa na N/m 2 )
V 1 = volume voalohany (m 3 )
V 2 = volume farany (m 3 )
T 1 = mari-pana voalohany (K)
T 2 = mari-pana farany (K)
(Pa = pascal, N = Newton, m2 = metatra toradroa, m3 = metatra kibika, K = Kelvin)
Ny fifandraisana misy eo amin'ny lanjan'ny entona (m) sy ny volume (V)
Rehefa ampiakarina ny rivotra mafana iray, arakaraka ny fidiran'ny rivotra no vao mainka mivelatra kokoa. Raha lazaina amin'ny teny hafa, arakaraka ny maha-lehibe ny lanjan'ny entona no maha-lehibe ny haben'ny balaonina. Azontsika lazaina fa ny lanjan'ny entona (m) dia mifanandrify mivantana amin'ny haben'ny entona (V). Amin'ny kajy matematika:
V ∝ m → Tahan'ny 5
Raha ampiarahina amin'ny fampitoviana 5 ny fampitoviana 4 dia:
PV ∝ mT → Fampitahana 6
Isan'ny mola (n)
1 môl = ny lanjan'ny zavatra iray izay mitovy amin'ny lanjan'ny molekiolan'io zavatra io. Samy hafa ny lanjan'ny molekiolan'ny zavatra sy ny lanja.
Ohatra 1, ny lanjan'ny molekiolan'ny entona Oksizenina (O2 ) = 16 u + 16 u = 32 u (ny molekiolan'ny oksizenina tsirairay dia misy atôma Oksizenina 2, izay ny atôma Oksizenina tsirairay dia manana lanja 16 u). Noho izany, ny molekiolan'ny O2 1 dia manana lanja 32 grama. Na ny lanjan'ny molekiolan'ny O2 = 32 grama/mol = 32 kg/kmol.
Ohatra 2, ny lanjan'ny molekiolan'ny entona karbônina monoksida (CO) = 12 u + 16 u = 28 u (ny molekiolan'ny karbônina monoksida tsirairay dia misy atôma karbônina (C) 1 sy atôma oksizenina (O) 1. Ny lanjan'ny atôma karbônina 1 = 12 u ary ny lanjan'ny atôma oksizenina 1 = 16 u. 12 u + 16 u = 28 u). Noho izany, ny molekiolan'ny CO 1 dia manana lanja 28 grama. Na ny lanjan'ny molekiolan'ny CO = 28 grama/mol = 28 kg/kmol.
Ohatra 3, lanjan'ny molekiolan'ny gazy karbonika dioksida (CO 2 ) = [12 u + (2 x 16 u)] = [12 u + 32 u] = 44 u (ny molekiolan'ny karbonika dioksida tsirairay dia misy atôma karbônina 1 (C) sy atôma oksizenina 2 (O). Ny lanjan'ny atôma karbônina 1 = 12 u ary ny lanjan'ny atôma oksizenina 1 = 16 u). Noho izany, ny molekiolan'ny CO 2 1 dia manana lanja 44 grama. Na ny lanjan'ny molekiolan'ny CO 2 = 44 grama/mol = 44 kg/kmol.
Ny isan'ny môl (n) amin'ny zavatra iray = ny tahan'ny lanjan'ny zavatra iray amin'ny lanjan'ny molekiolany. Toy izao no fomba fanoratana azy amin'ny matematika:
Ohatra 1: Kajy ny isan'ny mol ao anatin'ny 64 grama O2
Lanjan'ny O2 = 64 grama
Ohatra 2: Kajy ny isan'ny mol ao anaty CO2 280 grama
Lanjan'ny CO = 280 grama
Ohatra 3: Kajy ny isan'ny mol ao anaty CO2 176 grama2
Lanjan'ny CO2 = 176 grama
Tsy miovaova ny entona manerantany (R)
Mifototra amin'ny fikarohana nataon'ireo mpahay siansa, dia hita fa rehefa ampiasaina hanehoana ny haben'ny zavatra iray ny isan'ny mol (n), dia mitovy ny sandany amin'ny tsy miovaovan'ny fifandanjana ho an'ny entona tsirairay. Ny tsy miovaovan'ny fifandanjana resahina dia ny tsy miovaovan'ny entona manerantany (R).
R = 8,315 J/mol.K
= 8315 kJ/kmol.K
= 0,0821 (L.atm) / (mol.K)
= 1,99 kal / mol. K
(J = Joule, K = Kelvin, L = litatra, atm = atmosfera, cal = kaloria)
LALÀNA MOMBA NY GAZY IDEAL (amin'ny moles)
Azo avadika ho fampitoviana ny fampitahana etsy ambony amin'ny alàlan'ny fampidirana ny isan'ny mol (n) sy ny tsy miovaova entona manerantany (R).
PV = nRT
Ity fampitoviana ity dia antsoina hoe lalàn'ny entona idealy na ny fampitoviana toetry ny entona idealy.
Information:
P = tsindrin'ny entona (N/ m2 )
V = haben'ny entona ( m3 )
n = isan'ny mol (mol)
R = tsy miovaova entona manerantany (R = 8,315 J/mol.K)
T = mari-pana tanteraka amin'ny entona (K)
Rehefa mamaha olana ianao dia hahita ny teny hoe STP. Ny STP dia fanafohezana ny Temperature and Pressure Standard.
Mari-pana mahazatra (T) = 0 o C = 273 K
Tsindry mahazatra (P) = 1 atm = 1,013 x 105 N /m2 = 1,013 x 102 kPa = 101 kPa
Rehefa mamaha olana momba ny lalàn'ny entona, dia tsy maintsy aseho amin'ny maridrefy Kelvin (K) ny mari-pana.
Raha mbola tsindry fandrefesana ihany ny tsindrin'ny entona dia avadiho ho tsindry tanteraka aloha izany.
Tsindry tanteraka = tsindrin'ny atmosfera + tsindry fandrefesana (tsindrin'ny atmosfera = tsindrin'ny rivotra ivelany)
Raha ny tsindrin'ny atmosfera no fantatra (tsy misy tsindry refesina), dia vahao mivantana ny olana.
Ohatra fanontaniana faha-1:
Amin'ny tsindrin'ny atmosfera (101 kPa), ny mari-pana amin'ny entona gazy karbonika dia = 20 o C ary ny habeny = 2 litatra. Raha ovaina ho 201 kPa ny tsindry ary ampitomboina ho 40 o C ny mari-pana, dia kajy ny habetsahan'ny entona gazy karbonika farany.
Discussion
Fantatra fa:
P 1 = 101 kPa
P 2 = 201 kPa
T 1 = 20 ° C + 273 K = 293 K
T 2 = 40 ° C + 273 K = 313 K
V 1 = 2 litatra
Nanontaniana: V 2
Valiny:
Ohatra fanontaniana faha-2:
Fantaro ny habetsaky ny 2 môlan'ny entona amin'ny STP (hevero fa entona idealy io entona io)
Discussion
Ny habetsahan'ny entona 2 môl amin'ny STP (mari-pana sy tsindry mahazatra) dia 44,8 litatra.
Ohatra fanontaniana faha-3:
Ny habetsaky ny entona oksizenina amin'ny STP = 20 m³ . Firy ny lanjan'ny entona oksizenina?
Discussion
Ny lanjan'ny molekiolan'ny oksizenina = 32 grama/mol (lanjan'ny mol oksizenina 1 = 32 grama). Noho izany, ny lanjan'ny entona oksizenina dia:
lanja (m) = isan'ny mol (n) x lanja molekiola
lanja = (môl 893) x (32 grama/mol) = 28576 grama = 28,576 kg
Ohatra fanontaniana faha-4:
Misy tanky iray misy entona oksizenina 4 litatra (O2 ) . Ny mari-pana amin'ny entona oksizenina dia 20 ° C ary ny tsindry voarefy dia 20 x 105 N /m2 . Fantaro ny lanjan'ny entona oksizenina (lanjan'ny molekiolan'ny oksizenina = 32 kg/kmol = 32 grama/mol)
Discussion
LALÀNA MOMBA NY GAZY IDEAL (Amin'ny isan'ny molekiola)
Raha tsy amin'ny lanjan'ny zavatra iray (m) no anehoantsika ny haben'ny zavatra iray fa amin'ny isan'ny mol (n), dia mihatra amin'ny entona rehetra ny tsy miovaovan'ny entona (R). I Amedeo Avogadro (1776‐1856), mpahay siansa italiana, no nahita voalohany izany.
Nilaza i Avogadro fa rehefa mitovy ny volume, ny tsindry ary ny mari-pana amin'ny entona tsirairay, dia mitovy ny isan'ny molekiola ao amin'ny entona tsirairay.
Ny fehezanteny voasoratra amin'ny sora-matevina dia antsoina hoe petra-kevitr'i Avogadro. Ny petra-kevitr'i Avogadro, na vinavina, dia mifanaraka amin'ny zava-misy fa mitovy ny tsy miovaova R ho an'ny entona rehetra. Ireto misy porofo vitsivitsy:
Voalohany , raha vahaintsika amin'ny alalan'ny fampitoviana ny lalàn'ny entona idealy (PV = nRT) ny olana, dia ho hitantsika fa rehefa mitovy ny isan'ny mol (n), dia mitovy ihany koa ny tsindry sy ny mari-pana, dia hitovy ny haben'ny entona rehetra, raha mampiasa ny tsy miovaovan'ny entona manerantany (R = 8,315 J/mol.K) isika. Amin'ny STP, ny entona rehetra izay mitovy ny isan'ny mol (n) dia hitovy ny habeny. Ny haben'ny mol entona 1 amin'ny STP = 22,4 litatra. Ny haben'ny mol entona 2 = 44,8 litatra. Ny haben'ny mol entona 3 = 67,2 litatra. Ary toy izany hatrany… mihatra amin'ny entona rehetra izany.
Faharoa , mitovy ny isan'ny molekiola ao anaty molekiola 1 ho an'ny entona rehetra. Ny isan'ny molekiola ao anaty molekiola 1 = ny isan'ny molekiola isaky ny molekiola = laharan'i Avogadro (NA ) . Noho izany, mitovy ny laharan'i Avogadro ho an'ny entona rehetra.
Ny haben'ny isa Avogadro dia azo amin'ny alalan'ny fandrefesana:
NA = 6,02 x 1023 molekiola/mol
Mba hahazoana ny isan'ny molekiola rehetra (N), dia azontsika ampitomboina amin'ny isan'ny molekiola (n) ny isan'ny molekiola isaky ny molekiola (NA).
Ity no fampitoviana lalàn'ny entona idealy raha jerena ny isan'ny molekiola.
Information:
P = Tsindry
V = Habetsahana
N = Isan'ny molekiola manontolo
k = Boltzmann Constant (k = 1,38 x 10‐23 J/K)
T = Mari-pana
Volume
1 litatra (L) = 1000 milliliters (mL) = 1000 centimeters cubic ( sm3 )
1 litatra (L) = 1 desimetatra kibika (dm 3 ) = 1 x 10 ‐3 m 3
Tekanan
1 N/m² = 1 Pa
1 atm = 1,013 x 105 N /m2 = 1,013 x 105 Pa = 101,3 x 102 kPa = 101.3 kPa (101 kPa no matetika ampiasaina)
Pa = pascal
atmosfera = atmosfera
Angovo anatiny amin'ny entona idealy
Angovo anatiny amin'ny entona idealy monatomika
Ny angovo anatiny ao amin'ny entona idealy monoatomika dia ny fitambaran'ny angovo kinetika fandikana an'ireo molekiola ao amin'ny entona idealy monoatomika. Ny fitambaran'ny angovo kinetika fandikana an'ireo molekiola ao amin'ny entona idealy = ny vokatry ny angovo kinetika fandikana antonony an'ny molekiola tsirairay amin'ny isan'ny molekiola (N). Ara-matematika:
Information:
U = Angovo anatiny an'ny gazy idealy monoatomika (J)
N = Isan'ny molekiola
k = Boltzmann Constant (k = 1,38 x 10‐23 J/K)
T = Mari-pana tanteraka (K)
n = Isan'ny mol (mol)
R = Tsy miovaova entona manerantany (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)
Angovo ao anaty gazy idealy diatomika
Ny angovo anatiny ao amin'ny entona idealy diatomika dia ny fitambaran'ny angovo kinetika fandikana, ny angovo kinetika fihodinana, ary ny angovo kinetika hovitrovitra an'ireo molekiola ao amin'ny entona idealy diatomika. Araka ny fitsipiky ny fitoviana amin'ny angovo, ny angovo anatiny ao amin'ny entona idealy diatomika dia:
U = 5/2 n RT
Angovo ao anaty gazy idealy polyatomika
Ny angovo anatiny an'ny entona idealy poliatomika dia ny fitambaran'ny angovo kinetika fandikana, ny angovo kinetika fihodinana, ary ny angovo kinetika hovitrovitra an'ny molekiola ao amin'ny entona idealy poliatomika. Araka ny fitsipiky ny fitoviana amin'ny angovo, ny angovo anatiny an'ny entona idealy poliatomika dia:
U = 7/2 n RT
Angovo amin'ny entona tena izy
Miankina amin'ny mari-pana ihany koa ny angovo ao anaty entona tena izy. Rehefa avo dia avo ny tsindrin'ny entona tena izy (kely ny haben'ny entona tena izy), dia manomboka mampiseho fihetsika miolakolaka ny entona tena izy. Noho izany, azo lazaina fa miankina amin'ny tsindry sy ny habeny ihany koa ny angovo ao anaty entona tena izy.
