Mokhoa oa ho Bala Khatello ea Khase
Kgatelelo ya kgase ke mohopolo wa bohlokwa fisiks le k'hemistri o hlahang hangata bophelong ba letsatsi le letsatsi—ho tloha mabiling a dikoloi le disilindara tsa LPG ho ya ho di-aerosol le ditshebetso tsa laboratori. Ho utlwisisa mokgwa wa ho bala kgatelelo ya kgase ho re thusa ho bolela esale pele hore na kgase e tla itshwara jwang ha bophahamo ba yona bo fetoha, mocheso wa yona o fetoha, kapa bongata ba yona bo eketseha. Sengoloa sena se bua ka tlhaloso ya kgatelelo ya kgase, diyuniti tse sebediswang, le diforomo tse ka sehloohong tse sebediswang ho e bala, hammoho le mehlala.
1. Ho Utloisisa Khatello ea Khase
Kgatelelo ya kgase ke matla a sebaka ka seng a sebediswang ke dikarolwana tsa kgase ha di thulana le mabota a setshelo. Le hoja kgase e bonahala e le "bobebe" mme e sa bonahale, dikarolwana tsa kgase di tsamaya ka potlako le ka mokhoa o sa reroang. Dikotsi tsena tse sa kgaotseng ke tsona tse bakang kgatelelo.
Ho ya ka dipalo, kgatello e hlaloswa e le:
P = F / A
Lintlha:
– P = kgatello
– F = matla
– A = sebaka sa sefofane (sebaka)
Leha ho le jwalo, mokgweng wa dipalo tsa kgase (haholoholo k'hemistri le fisiks), kgatello e atisa ho balwa ho sebediswa equation e ntle ya kgase kapa melao e meng ya kgase.
2. Diyuniti tsa Kgatelelo ya Kgase tse Sebedisetswang Hangata
Khatello ea khase e ka hlahisoa ka li-unit tse fapaneng. Li-unit tse tloaelehileng haholo ke tsena:
1. Pascal (Pa)
Diyuniti tsa SI. 1 Pa = 1 N/m².
2. Kilopascal (kPa)
1 kPa = 1000 Pa.
3. Sepakapaka (atm)
E sebelisoa hangata k'hemistri.
1 atm = 101325 Pa ≈ 101,3 kPa.
4. mmHg kapa Torr
Hangata e sebelisoa litekong tsa khatello ea mali le tsa vacuum.
Atm e le 1 = 760 mmHg = 760 Torr.
5. bare
E sebelisoa hangata boenjiniere.
Bara e le 1 = 100 kPa.
Phetoho ea yuniti e bohlokoa bakeng sa lipalo tse tsitsitseng. Mohlala, haeba u sebelisa equation e ntle ea khase 'me u sebelisa R ka li-unit tsa L·atm/mol·K, joale khatello e lokela ho ba ka har'a atm, bophahamo ba modumo ka lilithara, le mocheso ho Kelvin.
3. Melao ea Motheo ea Khase bakeng sa ho Bala Khatello
a) Molao oa Boyle (Khatello khahlanong le Molumo)
Molao oa Boyle o re mochesong o sa fetoheng le khase e sa fetoheng, khatello e lekana ka tsela e fapaneng le bophahamo ba modumo:
P₁V₁ = P₂V₂
Lintlha:
– P₁, V₁ = kgatello ya pele le bophahamo ba modumo
– P₂, V₂ = kgatello ya ho qetela le bophahamo ba modumo
Contoh:
Khase e ka har'a piston e nang le khatello ea 2 atm le bophahamo ba 3 L. Khase e hatelloa ho fihlela bophahamo ba eona bo fetoha 1,5 L mochesong o sa fetoheng. Khatello ea ho qetela ke efe?
Sebelisa foromo:
P₁V₁ = P₂V₂
2 atm × 3 L = P₂ × 1,5 L
6 = 1,5P₂
P₂ = 4 atm
Kahoo, khatello ea ho qetela ke 4 atm.
b) Molao oa Gay-Lussac (Khatello khahlanong le Mocheso)
Haeba bophahamo le bongata ba khase li lula li tsitsitse, khatello e lekana ka ho toba le mocheso o feletseng (Kelvin):
P₁ / T₁ = P₂ / T₂
Lintlha:
– T e tlameha ho ba ka Kelvin (K), eseng Celsius.
Contoh:
Kgatelelo ya kgase ka hara silindara ke 1,5 atm ho 27°C. Silindara e futhumatswa ho fihlela ho 127°C, empa bophahamo ba yona bo dula bo tsitsitse. Kgatelelo ya ho qetela ke efe?
Fetolela mocheso ho Kelvin:
T₁ = 27 + 273 = 300 K
T₂ = 127 + 273 = 400 K
Palo:
P₁/T₁ = P₂/T₂
1,5/300 = P₂/400
P₂ = 1,5 × (400/300) = 2,0 atm
Khatello ea ho qetela ke 2 atm.
c) Molao oa Khase o Kopantsoeng (Boyle + Charles + Gay-Lussac)
Haeba bongata ba khase bo dula bo tsitsitse empa kgatello, bophahamo le mocheso kaofela di ka fetoha:
(P₁V₁) / T₁ = (P₂V₂) / T₂
Sena se molemo haholo bakeng sa linyeoe tse amanang le liphetoho mochesong le bophahamo ba modumo ka nako e le 'ngoe.
Contoh:
Khase e na le kgatello ya 1 atm, bophahamo ba 2 L, le mocheso wa 300 K. Ebe e fetoha bophahamo ba 3 L le mocheso wa 450 K. Kgatello ya ho qetela ke efe?
(P₁V₁)/T₁ = (P₂V₂)/T₂
(1 × 2)/300 = (P₂ × 3)/450
2/300 = 3P₂/450
0,00667 = 0,00667P₂
P₂ = 1 atm
Khatello ea ho qetela e sala e le 1 atm.
4. Ho Bala Khatello ka Tekanyo e Nepahetseng ea Khase
Tekanyo e ntle ea khase ke mokhoa o akaretsang ka ho fetisisa oa ho bala khatello ea khase ha palo ea li-moles e tsejoa:
PV = nRT
Haeba o batla ho bala kgatello:
P = (nRT) / V
Lintlha:
– P = kgatello
– V = bophahamo ba modumo
– n = palo ea li-mole tsa khase
– R = khase e sa fetoheng
– T = mocheso (K)
Boleng ba R bo itshetlehile ka diyuniti tse sebediswang. Tse sebediswang haholo ke:
– R = 0,08206 L·atm/mol·K
– R = 8,314 J/mol·K (haeba ho sebediswa Pa le m³)
Contoh:
Li-mole tse 0,5 tsa khase li ka har'a setshelo sa 10 L mochesong oa 27°C. Khatello e ka har'a atm ke efe?
Fetola mocheso:
T = 27 + 273 = 300 K
P = nRT/V
P = (0,5 × 0,08206 × 300) / 10
P = (12,309) / 10
P = 1,2309 atm
Kahoo khatello ea khase ≈ 1,23 atm.
5. Khatello e sa fellang Metswakong ea Khase (Molao oa Dalton)
Haeba setshelo se na le motswako wa dikhase tse mmalwa, kgatello yohle ke kakaretso ya kgatello e sa fellang ya kgase ka nngwe:
Kakaretso ea P = P₁ + P₂ + P₃ + …
Khatello e sa fellang ea khase i e ka baloa ka:
Pᵢ = xᵢ × Kakaretso ea P
moo xᵢ e leng karoloana ea mole:
xᵢ = nᵢ / n_kakaretso
Contoh:
Ka setshelong, ho na le dimolekhule tse 2 tsa N₂ le mole e le 1 ya O₂. Kgatelelo yohle ke 3 atm. Kgatelelo e sa fellang ya O₂ ke efe?
kakaretso_n = 2 + 1 = 3 mol
x_O2 = 1/3
P_O2 = x_O2 × P_kakaretso = (1/3) × 3 atm = 1 atm
Kgatelelo e sa fellang ya O₂ = 1 atm.
6. Malebela a Bohlokoa a ho Qoba Liphoso Lipalong tsa Khatello ea Khase
1. Kamehla sebelisa mocheso oa Kelvin
T(K) = T(°C) + 273.
2. Bapisa diyuniti pele o bala.
Haeba R e le ka hare ho L·atm, sebelisa bophahamo ba litara le khatello ea atm.
3. Hlahloba hore na ts'ebetso e tsitsitse
Boyle: mocheso o sa fetoheng.
Gay-Lussac: molumo o sa fetoheng.
Charles: kgatello e sa feleng (le hoja e sa buuwa ka botlalo mona).
Likhase tse kopaneng: ntho e 'ngoe le e 'ngoe e ka fetoha.
4. Sebelisa equation e nepahetseng ea khase ha li-moles li tsejoa.
Haeba o fuoa boima ba khase, qala ka ho bo fetolela ho li-moles:
n = m / Monghali.
5. Ela hloko moelelo oa potso
Mohlala, ka hara phaephe e tiileng e koetsoeng (bophahamo bo tsitsitseng), ho futhumatsa ho tla eketsa khatello ho latela Gay-Lussac.
Qetello
Mokhoa oa ho bala khatello ea khase o itšetlehile ka maemo a sistimi: hore na mocheso o lula o tsitsitse, bophahamo ba modumo bo lula bo tsitsitse, kapa liphetoho tsohle lia fetoha. Maemong a bonolo, melao ea Boyle le Gay-Lussac ea thusa. Bakeng sa maemo a akaretsang haholoanyane, equation ea khase e kopaneng le equation e ntle ea khase ke lisebelisoa tsa mantlha. Haeba likhase li kopantsoe, molao oa Dalton o sebelisoa ho fumana khatello eohle le e sa fellang. Ka ho utloisisa mekhoa, li-unit le mehato ea phetoho, u ka rarolla mathata a fapaneng a khatello ea khase kapele le ka nepo.
Haeba o ka rata, nka etsa mofuta oa sengoloa sena ka lipotso tse ling tsa ho itloaetsa (mohlala, lipotso tse 10-15) hammoho le litlhaloso tsa mohato ka mohato.
