Tulafono o le kasa lelei (Fuafuaga o le tulaga o se kasa lelei)

Mataupu e uiga i le tulafono o le kasa lelei (Fuafuaga o le tulaga o se kasa lelei)

O tulafono o le kasa e aofia ai: Tulafono a Boyle, tulafono a Charles ma le tulafono a Gay-Lussac Afai e le fa'atatau le tulafono o le kasa lelei atoatoa i tulaga uma o le kasa, o le a faigata tele la tatou su'esu'ega. Ina ia fa'afaigofieina le su'esu'ega, na faia ai se fa'ata'ita'iga o se kasa lelei atoatoa. E le o iai kasa lelei atoatoa i le olaga i aso faisoo; o ni foliga atoatoa na faia e fa'afaigofie ai le su'esu'ega. O le manatu o se kasa lelei atoatoa e fesoasoani tele fo'i ia i tatou i le su'esu'eina o le sootaga i le va o tulafono e tolu o le kasa.

O le sootaga i le va o le vevela, voluma ma le mamafa o se kesi

I le faasino atu i tulafono e tolu o le kasa o loʻo i luga, e mafai ona tatou maua se sootaga lautele i le va o le vevela, voluma ma le mamafa o se kasa.

Afai e tuufaatasia le fua faatatau 1, fua faatatau 2 ma le fua faatatau 3 i le tasi, o le a foliga faapenei: PV ∝ T → Fa'atusatusaga 4

O lenei fua faatatau e taʻu mai ai o le mamafa (P) ma le voluma (V) e tutusa ma le vevela atoatoa (T).

I se isi itu, o le voluma (V) e fa'atusatusa fa'afeagai i le mamafa (P).

Ua suia le fua faatatau 4 i le fua faatatau:

Fa'amatalaga:

P₁ = mamafa muamua (Pa po'o le N/m²)

P₂ = mamafa mulimuli (Pa po'o le N/m²)

V₁ = voluma muamua (m³)

V₂ = voluma mulimuli (m³)

T₁ = vevela muamua (K)

T₂ = vevela mulimuli (K)

(Pa = pascal, N = Newton, m² = mita faatafafa, m³ = mita kupita, K = Kelvin)

O le sootaga i le va o le tele o le kasa (m) ma le voluma (V)

A fa'afefeteina se paluni ea vevela, o le tele o le ea e manava i totonu, o le tele fo'i lea o lona fa'alauteleina. I se isi faaupuga, o le tele o le mamafa o le kesi, o le tele fo'i lea o le voluma o le paluni. E mafai ona tatou fai atu o le mamafa o le kesi (m) e tutusa tonu lava ma le voluma o le kesi (V). Fa'amatematika:

V ∝ m → Fua fa'atatau 5

Afai e tuufaatasia le fua faatatau 4 ma le fua faatatau 5 ona:

PV ∝ mT → Fa'atusatusaga 6

Numera o mole (n)

1 mole = le mamafa o se mea e tutusa ma le mamafa molecular o lena mea. E eseese le mamafa molecular ma le mamafa.

Faʻataʻitaʻiga 1, le mamafa molecular o le kesi Oxygen (O₂) = 16 u + 16 u = 32 u (o molekula okesene taitasi e iai ni atomu Okesene se 2, lea e 16 u le mamafa o atomu Okesene taitasi). O lea la, 1 mol O₂ e 32 kalama le mamafa. Pe o le mamafa molekala o le O₂ = 32 kalama/mol = 32 kg/kmol.

Fa'ata'ita'iga 2, o le mamafa molecular o le kesi carbon monoxide (CO) = 12 u + 16 u = 28 u (o molecular ta'itasi o le carbon monoxide e iai le 1 carbon atom (C) ma le 1 oxygen atom (O). O le mamafa o le 1 carbon atom = 12 u ma le mamafa o le 1 oxygen atom = 16 u. 12 u + 16 u = 28 u). O lea la, o le 1 mole o le CO e 28 kalama le mamafa. Pe o le mamafa molecular o le CO = 28 kalama/mol = 28 kg/kmol.

Faʻataʻitaʻiga 3, le mamafa molecular o le kesi carbon dioxide (CO₂) = [12 u + (2 x 16 u)] = [12 u + 32 u] = 44 u (o molekiu kaponi taiokesaita ta'itasi e iai le 1 atomu kaponi (C ) ma le 2 atomu okesene (O). O le mamafa o le 1 atomu kaponi = 12 u ma le mamafa o le 1 atomu okesene = 16 u). O lea la, 1 mol CO₂ e 44 kalama le mamafa. Pe o le mamafa molekala o le CO₂ = 44 kalama/mol = 44 kg/kmol.

O le aofaʻi o mole (n) o se mea = o le fua faʻatatau o le mamafa o le mea i lona mamafa mole. E tusia faʻamatematika faʻapenei:

Faataitaiga 1: Fuafua le aofaʻi o moles i le 64 kalama o le O₂

Masima O₂ = 64 kalama

Faataitaiga 2: Fuafua le aofaʻi o moles i le 280 kalama o le CO

Mamafa o le CO = 280 kalama

Faataitaiga 3: Fuafua le aofaʻi o moles i le 176 kalama o le CO₂

Mamafa o le CO₂ = 176 kalama

Fa'aauau pea o le kesi lautele (R)

E faʻavae i suʻesuʻega na faia e saienitisi, na iloa ai afai e faʻaaogaina le aofaʻi o moles (n) e faʻaalia ai le tele o se mea, o le proportionality constant mo kasa taʻitasi e tutusa le tau. O le proportionality constant o loʻo fesiligia o le universal gas constant (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 = lita, atm = ea, cal = kalori)

TULAFONO O LE KASE MASANI (i mole)

O le fa'atusatusaga o lo'o i luga e mafai ona liua i se fua fa'atatau e ala i le fa'aofiina o le aofa'i o moles (n) ma le universal gas constant (R).

PV = nRT

O lenei fuafuaga ua ta'ua o le tulafono o le kasa lelei po'o le fuafuaga o le kasa lelei o le setete.

Fa'amatalaga:

P = mamafa o le kesi (N/m²)

V = voluma o le kesi (m³)

n = aofaʻi o moles (mol)

R = tumau o le kesi lautele (R = 8,315 J/mol.K)

T = vevela atoatoa o le kesi (K)

I le foiaina o faʻafitauli, o le a e fetaiaʻi ma le faaupuga STP. O le STP o se faʻapuʻupuʻuga o le Temperature masani ma le mamafa poʻo Vevela ma le Mamafa Masani.

Vevela masani (T) = 0 ^oC = 273 K

Mamafa masani (P) = 1 atm = 1,013 x 10⁵ Leai / m² = 1,013x10² kPa = 101 kPa

I le foia o faʻafitauli o le tulafono o le kasa, e tatau ona faʻaalia le vevela i le fua faʻatatau o le Kelvin (K).

Afai o le mamafa o le kasa o loʻo avea pea ma mamafa e fua ai, liliu muamua i le mamafa atoatoa.

Mamafa atoatoa = mamafa o le ea + mamafa o le fua (mamafa o le ea = mamafa o le ea i fafo)

Afai o le mea ua iloa o le mamafa o le ea (e leai se mamafa fa'atatau), ia foia sa'o le fa'afitauli.

Fa'ata'ita'iga fesili 1:

I le mamafa o le ea (101 kPa), o le vevela o le kasa kaponi taiokisaita = 20 ^oC ma le voluma = 2 lita. Afai e suia le mamafa i le 201 kPa ma faʻateleina le vevela i le 40 ^oC, fuafua le aofaʻi mulimuli o le kasa kaponi taiokesaita.

Talanoaga

Ua iloa e faapea:

P₁ = 101 kPa

P₂ = 201 kPa

T₁ = 20 ^oC + 273 K = 293 K

T₂ = 40 ^oC + 273 K = 313 K

V₁ = 2 lita

Fesiligia: V₂

Tali:

Fa'ata'ita'iga fesili 2:

Fuafua le voluma o le 2 moles o le kesi i le STP (faapea o lenei kesi o se kesi lelei atoatoa)

Talanoaga

O le voluma o le 2 moles o le kesi i le STP (vevela ma le mamafa masani) e 44,8 lita.

Fa'ata'ita'iga fesili 3:

Le aofa'i o le kesi okesene i le STP = 20 m³O le a le mamafa o le kesi okesene?

Talanoaga

O le mamafa molecular o le okesene = 32 kalama/mol (mamafa o le 1 mole o le okesene = 32 kalama). O lea la, o le mamafa o le kesi okesene e:

mamafa (m) = aofa'i o mole (n) x mamafa mole

mamafa = (893 moles) x (32 kalama/mol) = 28576 kalama = 28,576 kg

Fa'ata'ita'iga fesili 4:

O lo'o iai i totonu o se tane le 4 lita o le kesi okesene (O₂). O le vevela o le kesi okesene = 20 ^oC ma le mamafa na fuaina = 20 x 10⁵ Leai / m². Fuafua le mamafa o le kesi okesene (mamafa molekiula o le okesene = 32 kg/kmol = 32 kalama/mol)

Talanoaga

TULAFONO O LE KASI MASANI (I le aofaʻi o molelaʻau)

Afai tatou te faʻaalia le telē o se mea e lē o le mamafa (m), ae o le aofaʻi o moles (n), ona faʻaaoga lea o le universal gas constant (R) i kasa uma. Na muamua maua lenei mea e Amedeo Avogadro (1776‐1856), o se saienitisi Italia.

Na saunoa Avogadro, afai e tutusa le voluma, le mamafa ma le vevela o kasa taitasi, ona tutusa lea o le aofaʻi o molelaʻau o kasa taitasi.

O le fuaiupu o loo tusia i mataitusi tetele ua ta'ua o le manatu o Avogadro. O le manatu o Avogadro, po'o le fa'ata'ita'iga, e ogatasi ma le mea moni e tutusa le tumau R mo kasa uma. O nisi nei o fa'amaoniga:

Tulaga tasi, afai tatou te foia le faafitauli e faaaoga ai le fua faatatau o le tulafono o le kesi lelei (PV = nRT), o le a tatou iloa ai afai e tutusa le aofai o mole (n), e tutusa foi le mamafa ma le vevela, ona tutusa lea o le aofaʻi o kesi uma, pe afai tatou te faaaogaina le tulaga masani o le kesi (R = 8,315 J/mol.K). I le STP, o kesi uma e tutusa le aofai o mole (n) o le a tutusa le aofaʻi. O le aofaʻi o le 1 mole o le kesi i le STP = 22,4 lita. O le aofaʻi o le 2 mole o le kesi = 44,8 lita. O le aofaʻi o le 3 mole o le kesi = 67,2 lita. Ma isi mea faapena… e faatatau lea i kesi uma.

Tulaga lua, e tutusa le aofaʻi o mole i le 1 mole mo kasa uma. O le aofaʻi o mole i le 1 mole = le aofaʻi o mole i le mole = numera a Avogadro (N_A). O lea la, e tutusa le numera a Avogadro mo kasa uma.

E maua le tele o le numera a Avogadro e ala i fuataga:

NA = 6,02 x 10²³ molela/mol

Ina ia maua le aofa'i atoa o molecules (N), e mafai ona tatou fa'ateleina le aofa'i o molecules i le mole ta'itasi (NA) i le aofa'i o mole (n).

O le fua fa'atatau lelei lea o le tulafono o le kasa i tulaga o le aofa'i o molela'au.

Fa'amatalaga:

P = Mamafa

V = Voluma

N = Aofa'i atoa o molela'au

k = le tumau a Boltzmann (k = 1,38 x 10^-23 J/K)

T = Vevela

fua

1 lita (L) = 1000 mililita (mL) = 1000 senitimita kupita (cm)³)

1 lita (L) = 1 kupita tesimita (dm)³) = 1 x 10^-3 m³

Faatosinaga

1 N / m² = 1 Pa

1 atm = 1.013 x 10⁵ Leai / m² = 1,013x10⁵ Pa = 1,013 x 10² kPa = 101,3 kPa (e masani ona faʻaaogaina le 101 kPa)

Pa = pascal

atm = ea

Malosiaga i totonu o se kasa lelei

Malosiaga i totonu o se kasa lelei monoatomika

O le malosi i totonu o se kasa lelei monoatomic o le aofaʻi atoa lea o le malosiaga kinetic faʻaliliuga o molelaʻau o le kasa lelei monatomic. O le aofaʻi atoa o le malosiaga kinetic faʻaliliuga o molelaʻau o se kasa lelei = o le oloa o le averesi o le malosiaga kinetic faʻaliliuga o molelaʻau taʻitasi i le aofaʻi o molelaʻau (N). Faʻamatematika:

Fa'amatalaga:

U = Malosiaga i totonu o se kasa lelei monoatomika (J)

N = Numera o molela'au

k = le tumau a Boltzmann (k = 1,38 x 10 ^-23 J/K)

T = Vevela atoatoa (K)

n = Numera o mole (mol)

R = Fa'aauau pea o le kesi lautele (R = 8,315 J/mol.K = 8315 kJ/kmol.K)

Malosiaga i totonu o se kasa lelei diatomic

O le malosi i totonu o se kasa lelei diatomic o le aofaʻi lea o le malosi faʻaliliu, le malosi faʻataʻamilomilo, ma le malosi faʻaviʻiviʻi o molelaʻau o le kasa lelei diatomic. E tusa ai ma le mataupu faavae o le vaeluaga tutusa o le malosi, o le malosi i totonu o se kasa lelei diatomic e:

U = 5/2 n RT

Malosiaga i totonu o se kasa lelei polyatomic

O le malosi i totonu o se kasa lelei polyatomic o le aofaʻi lea o le malosi faʻaliliu, le malosi faʻataʻamilomilo, ma le malosi faʻaviʻiviʻi o molelaʻau o le kasa lelei polyatomic. E tusa ai ma le mataupu faavae o le tutusa o le malosi, o le malosi i totonu o se kasa lelei polyatomic e:

U = 7/2 n RT

Malosiaga i le kesi moni

O le malosi i totonu o se kasa moni e faʻalagolago foʻi i le vevela. A lava le maualuga o le mamafa o se kasa moni (e laʻititi le voluma o le kasa moni), e amata ona faʻaalia e le kasa moni ni amioga ese. O le mea lea, e mafai ona fai atu o le malosi i totonu o se kasa moni e faʻalagolago foʻi i le mamafa ma le voluma.