Le tulafono kesi lelei

E lē fa’atatau tulafono o le kesi a Boyle, tulafono a Charles ma Gay-Lussac i tulaga uma o le kesi, o lea e faigata ai la matou su’esu’ega. O le mea lea, ua tu’uina atu ai le fa’ata’ita’iga o le kesi lelei atoatoa. E lē iai le kesi lelei atoatoa i le olaga i aso faisoo; o le kesi lelei atoatoa o le ituaiga atoatoa lea e fa’afaigofie ai le su’esu’ega. O le iai o lenei manatu o le kesi lelei atoatoa e fesoasoani tele fo’i ia i matou i le toe iloiloina o le sootaga i le va o tulafono e tolu o le kesi.

O le sootaga i le va o le vevela, voluma, ma le mamafa o le 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 le kasa.

P ₁ = mamafa muamua (Pa po'o le N/m ² ), P ₂ = mamafa mulimuli (Pa po'o le N/m ² ), V ₁ = voluma muamua (m ³ ), V ₂ = voluma mulimuli (m ³ ), T ₁ = vevela muamua (K), T ₂ = vevela fa'ai'u (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)

O le tele o le ea e tuʻuina i totonu o le paluni paʻu, o le tele foʻi lea o le fulafula o le paluni. I se isi faaupuga, o le tele o le kasa, o le tele foʻi lea o le voluma o le paluni. E mafai ona tatou fai atu o le tele o le kasa (m) e tutusa tonu lava ma le voluma o le kasa (V).

Numera o mole (n)

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

Faʻataʻitaʻiga 1, o le mamafa o le mole okesene (O2 ₎ = 16 u + 16 u = 32 u (o mole okesene taʻitasi e iai ni atoma okesene e 2, lea e 16 u le mamafa o le atoma okesene taʻitasi). O lea la, o le 1 mole O2 _e 32 kalama le mamafa. Pe o le mamafa o le mole okesene o le O2 ₌ 32 kalama / mol = 32 kg/kmol.

Faʻataʻitaʻiga 2, o le mamafa molecular o le kesi carbon monooxide (CO) = 12 u + 16 u = 28 u (o molecular taʻitasi 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.

Fa'ata'ita'iga 3, o le mamafa molecular o le kesi carbon dioxide (CO2) = [12 u + (2 x 16 u)] = [12 u + 32 u] = 44 u (o molecular carbon dioxide ta'itasi e iai le 1 carbon atom (C) ma le 2 oxygen atoms (O). O le mamafa o le 1 Carbon atom = 12 u ma le mamafa o le 1 oxygen atom = 16 u). O lea la, o le 1 mole o le CO2 _e 44 kalama le mamafa. Pe o le mamafa molecular o le CO2 ₌ 44 kalama/mol = 44 kg/kmol.

O le aofaʻi o mole (n) o se mea = le fua faatatau o le mamafa o le mea i lona mamafa mole. Faʻamatematika:

Fesili 1:

Fuafua le aofaʻi o moles i le 64 kalama o le O ₂

O2 _mamafa = 64 kalama

O le mamafa molecular o le O ₂ = 32 kalama/mol

Fesili 2:

Fuafua le aofaʻi o moles i le 280 kalama o le CO

Mamafa o le CO = 280 kalama

O le mamafa molecular o le CO = 28 kalama/mol

Fesili 3:

Fuafua le aofaʻi o moles i le 176 kalama o le _CO2

_Mamafa o le CO2 = 176 kalama

O le mamafa molecular o le CO ₂ = 44 kalama/mol

Fa'atumauina o kasa fa'avaomalo (R)

E faʻavae i suʻesuʻega a saienitisi, na maua ai afai e faʻaaogaina le aofaʻi o moles (n) e faʻaalia ai le tele o se mea, ona tutusa lea o le tau o le constant o le faʻatusatusaga mo kasa taʻitasi. O le constant tutusa 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 le aofaʻi o mole)

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

PV = n RT

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

P = mamafa o le kesi (N/ ^m2 )

V = le tele o le kesi ( ^m3 )

n = aofaʻi o mole (mole)

R = tumau kasa lautele (R = 8.315 J/mol. K)

T = le vevela atoatoa o le kesi (K)

I le foia o le faafitauli, o le ae mauaina le faaupuga STP. O le STP o le Vevela ma le Mamafa Masani.

Vevela masani (T) = 0 ^o C = 273 K

Mamafa masani (P) = 1 atm = 1.013 x 10 ⁵ N / m ² = 1.013 x 10 ² kPa = 101 kPa

I le foia o mataupu tau tulafono o le kesi, e tatau ona faʻaalia le vevela i le fua o le Kelvin (K). Afai o le mamafa o le kesi o loʻo avea pea ma mamafa fuaina, sui muamua i le mamafa atoatoa. Mamafa atoatoa = mamafa o le ea + mamafa fuaina. Afai o le mea ua iloa o le mamafa o le ea (leai se mamafa fuaina), foia le faafitauli.

Fesili 1:

I le mamafa o le ea (101 kPa), o le vevela o le kasa kaponi taiokesaita = 20 ^o C ma lona voluma = 2 lita. Afai e liua le mamafa i le 201 kPa ma faʻateleina le vevela i le 40 °C, fuafua le voluma mulimuli o le kasa kaponi taiokesaita.

fofo

P ₁ = 101 kPa

P ₂ = 201 kPa

T ₁ = 20 ^° C + 273 K = 293 K

T ₂ = 40 ^o C + 273 K = 313 K

V ₁ = 2 lita

Fesili 2:

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

fofo

Fesili 3:

O le aofaʻi o le kesi okesene i le STP = 20 m ^3. Fuafua le mamafa o le kesi okesene.

fofo

O le aofa'i o le 1 mole o le kesi i le STP = 22.4 lita = 22.4 dm3 ⁼ 22.4 x 10 ^-3 m3 (22.4 x 10 ^-3 m3 ^{/ mol} )

O le aofa'i o le kesi okesene i le STP = 20 m ³

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

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

mamafa = (893 mol) x (32 kalama / mol) = 28576 kalama = 28.576 kg

Fesili 4:

O lo'o iai i totonu o se tane le 4 lita o le okesene (O2 ₎ . O le vevela o le okesene e = 20 ^° C ma le mamafa na fuaina e = 20 x 105 ^N /m2 ^. Fuafua le mamafa o le okesene ( Mamafa molekiule o le okesene = 32 kg/kmol = 32 kalama/mol).

fofo

P = P atm + P fuaina = (1 x 10 ⁵ N/m² ⁾ + (20 x 10 ⁵ N/m² ⁾ = 21 x 10 ⁵ N/ ^m²

T = 20 ^° C + 273 = 293 K

V = 4 lita = 4 dm3 ^{= 4} x 10 ^-3 m3

R = 8.315 J/mol. K = 8.315 Nm/mol. K

Mamafa molekiula o le okesene = 32 kg/kmol = 32 kalama/mol

O2 _le mamafa?

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

Afai tatou te taʻua le telē o le mea e lē o le tulaga o le mamafa (m), ae o le aofaʻi o mole (n), ona faʻaaoga lea o le tulaga masani o le kasa (R) i kasa uma. Na muai maua e Amadeo Avogadro (1776-1856), o se saienitisi Italia.

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

O le manatu o Avogadro e fetaui ma le mea moni e faapea o le tumau R e tutusa mo kasa uma. O nisi nei o faamaoniga:

Muamua, afai tatou te foia le faafitauli e faʻaaoga ai le fuafuaga o le tulafono o le kesi lelei (PV = nRT), o le a tatou iloa ai pe a tutusa le aofaʻi o moles (n),

E tutusa fo'i le mamafa ma le vevela, o le a tutusa le aofa'i o kasa uma pe afai tatou te fa'aogaina ni kasa tumau lautele R = 8.315 J / mol. K). I le STP, so'o se kasa e tutusa le aofa'i o mole (n) o le a tutusa le aofa'i. O le aofa'i o le 1 mole o le kasa i le STP = 22.4 lita. O le aofa'i o le 2 mole o le kasa = 44.8 lita. O le aofa'i o le 3 mole o le kasa = 67.2 lita. Ma isi mea fa'apena. E fa'atatau lea i kasa uma.

Lua, e tutusa le aofaʻi o mole i le 1 mole mo kasa uma. O le aofaʻi o mole i le 1 mole = aofaʻi o mole i le mole = Avogadro number (NA). O lea la, e tutusa le Avogadro number mo kasa uma.

O le numera a Avogadro e maua mai le fuaina:

NA = 6.02 x 1023 ^molela'au / molela'au

Ina ia maua le aofa'i atoa o molecules (N), fa'atele le aofa'i o molecules i le mole ta'itasi (N _A ) i le aofa'i o mole (n).

Aofa'i o molela'au (N) = aofa'i o molela'au i le molela'au (N _A ) x aofa'i o molela'au (n)

P = Mamafa, V = Voluma, N = Aofa'i o molela'au, k = Boltzmann constant (k = 1.38 x 10-23 J / K), T = Vevela

Volume Iunite

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

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

Iunite Faatosinaga

1 N/m2 ⁼ 1 Pa

1 atm = 1.013 x 10 ⁵ N/m2 ⁼ 1.013 x 10 ⁵ Pa = 1.013 x 10 ² kPa = 101.3 kPa (e masani ona fa'aaogaina 101 kPa)

Pa = pascal

atm = ea