Òfin gaasi tó dára jùlọ

Àwọn òfin gaasi ti Boyle, Charles law àti Gay-Lussac kò kan gbogbo ipò gaasi, nítorí náà ìwádìí wa di ohun tó le gan-an. Nítorí náà, a gbé àpẹẹrẹ gaasi tó dára kalẹ̀. Gaasi tó dára kò sí ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́; gaasi tó dára jùlọ ni ọ̀nà tó dára láti mú kí ìwádìí rọrùn. Wíwà èrò gaasi tó dára yìí tún ń ràn wá lọ́wọ́ gan-an ní ṣíṣe àtúnyẹ̀wò ìbáṣepọ̀ láàárín àwọn òfin mẹ́ta ti gaasi.

Ibasepo laarin iwọn otutu, iwọn didun, ati titẹ gaasi

Nípa títọ́ka sí àwọn òfin gáásì mẹ́ta tí a kọ sókè yìí, a lè rí ìbáṣepọ̀ gbogbogbòò láàárín ìwọ̀n otútù, ìwọ̀n, àti ìfúnpá gáàsì.

P ₁ = titẹ ibẹrẹ (Pa tabi N/m ² ), P ₂ = titẹ ikẹhin (Pa tabi N/m ² ), V ₁ = iwọn didun ibẹrẹ (m ³ ), V ₂ = iwọn didun ikẹhin (m ³ ), T ₁ = iwọn otutu ibẹrẹ (K), T ₂ = iwọn otutu opin (K)

(Pa = Pascal, N = Newton, m ² = mita onígun mẹ́rin, m ³ = mita onígun mẹ́rin, K = Kelvin)

Àjọṣepọ̀ láàrín ìwọ̀n gáàsì (m) àti ìwọ̀n (V)

Bí afẹ́fẹ́ tí a fi sínú bálúùn rọ́bà bá pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni bálúùn náà ṣe máa ń wú tó. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, bí ìwọ̀n bálúùn bá pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni ìwọ̀n bálúùn náà ṣe pọ̀ tó. A lè sọ pé ìwọ̀n bálúùn (m) dọ́gba tààrà pẹ̀lú ìwọ̀n bálúùn (V).

Iye awọn moles (n)

1 moolu = iwuwo ohun kan ti o dọgba pẹlu iwuwo molikula ti nkan naa. Iwọn ati iwuwo atẹgun molikula yatọ.

Àpẹẹrẹ 1, ìwọ̀n molekula atẹgun (O2 ₎ = 16 u + 16 u = 32 u (molekula atẹgun kọọkan ní awọn atomu atẹgun meji, nibiti atomu atẹgun kọọkan ni iwọn 16 u). Nitorinaa, moolu 1 O2 _ni iwọn gram 32. Tabi iwọn molekula ti O2 ₌ gram 32 / mol = 32 kg/kmol.

Àpẹẹrẹ 2, ìwọ̀n moleku ti gaasi erogba monooxide (CO) = 12 u + 16 u = 28 u (moleku erogba monoxide kọọkan ni atomu erogba 1 (C) ati atomu atẹgun 1 (O). Ìwọ̀n atomu erogba 1 = 12 u ati ìwọ̀n atomu atẹgun 1 = 16 u. 12 u + 16 u = 28 u). Nítorí náà, moolu CO 1 ní ìwọ̀n gram 28. Tàbí ìwọ̀n moleku ti CO = gram 28/mol = 28 kg/kmol.

Àpẹẹrẹ 3, ìwọ̀n moleku ti gaasi erogba oloro (CO2) = [12 u + (2 x 16 u)] = [12 u + 32 u] = 44 u (moleku erogba oloro kọọkan ni atomu erogba 1 (C) ati awọn atomu atẹgun 2 (O). Iwọn ti atomu erogba 1 = 12 u ati iwuwo ti atomu atẹgun 1 = 16 u). Nitorinaa, moolu CO ₂ 1 ni iwuwo ti 44 giramu. Tabi iwuwo moluku ti CO ₂ = 44 giramu/mol = 44 kg/kmol.

Iye awọn moles (n) ti nkan kan = ipin ibi-pupọ ti nkan naa si ibi-pupọ molekulu rẹ. Ni iṣiro:

Ibeere 1:

Ṣírò iye àwọn moles ní 64 g ti _O2

_Ìwọ̀n O2 = 64 giramu

Ìwọ̀n molikula ti O2 ₌ 32 giramu/mol

Ibeere 2:

Ṣírò iye àwọn moles ní 280 giramu ti CO

Ìwọ̀n CO = 280 giramu

Ìwọ̀n molikula ti CO = 28 giramu/mol

Ibeere 3:

Ṣírò iye àwọn moles ní 176 giramu ti _CO2

_Ìwọ̀n CO2 = 176 giramu

Ìwọ̀n molikula ti CO2 ₌ 44 giramu/mol

Àwọn ohun tí ó dúró fún gáàsì gbogbogbòò (R)

Láti inú ìwádìí láti ọwọ́ àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì, a rí i pé tí a bá lo iye àwọn moles (n) láti fi ìwọ̀n ohun kan hàn, nígbà náà ìyípadà ìfiwéra fún gáàsì kọ̀ọ̀kan ní ìníyelórí kan náà. Ìyípadà tí ó báramu ni ìyípadà gáàsì gbogbogbòò (R).

R = 8.315 J/mol. K

= 8315 kJ / kmol. K

= 0.0821 (L.atm) / (mol. K)

= 1.99 kalori / mol. K

(J = Joule, K = Kelvin, L = lita, atm = bugbamu, cal = kalori)

Òfin Gáàsì Tó Dáadáa (nínú iye àwọn moles)

A le yi afiwe ti o wa loke pada si awọn idogba nipa titẹ nọmba awọn moles (n) ati awọn constants gaasi gbogbo agbaye (R).

PV = n RT

A pe idogba yii ni ofin gaasi ti o dara julọ tabi idogba ipo gaasi ti o dara julọ.

P = titẹ gaasi (N/m ² )

V = iwọn didun gaasi ( ^m3 )

n = iye awọn moolu (moolu)

R = àwọn ohun tí ó dúró fún gáàsì gbogbogbòò (R = 8.315 J/mol. K)

T = iwọn otutu pipe ti gaasi (K)

Nígbà tí o bá ń yanjú ìṣòro náà, o máa rí ọ̀rọ̀ náà STP. STP ni Ìwọ̀n Òtútù àti Ìtẹ̀sí.

Iwọn otutu deede (T) = 0 ^o C = 273 K

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

Nígbà tí a bá ń yanjú àwọn ọ̀ràn òfin gaasi, a gbọ́dọ̀ fi ìwọ̀n otutu hàn ní ìwọ̀n Kelvin (K). Tí ìwọ̀n gaasi bá ṣì jẹ́ ìwọ̀n titẹ, a kọ́kọ́ yí i padà sí ìwọ̀n titẹ gidi. Tí ìwọ̀n titẹ gidi = ìwọ̀n titẹ afẹ́fẹ́ + ìwọ̀n titẹ. Tí ìwọ̀n titẹ afẹ́fẹ́ bá jẹ́ èyí tí a mọ̀ (kò sí ìwọ̀n titẹ), yanjú ìṣòro náà.

Ibeere 1:

Ní ìfúnpá afẹ́fẹ́ (101 kPa), ìgbóná ooru gaasi erogba olosaidi = 20 ^oC àti ìfúnpá rẹ̀ = lítà 2. Tí ìfúnpá náà bá yí padà sí 201 kPa tí ìgbóná náà sì pọ̀ sí 40 °C, ṣírò ìwọ̀n ìkẹ́yìn gaasi erogba olosaidi.

ojutu

P ₁ = 101 kPa

P ₂ = 201 kPa

T ₁ = 20 ^o C + 273 K = 293 K

T ₂ = 40 ^o C + 273 K = 313 K

V ₁ = 2 liters

Ibeere 2:

Pinnu iwọn didun ti awọn moles meji ti gaasi ni STP (gaasi yii ni gaasi ti o dara julọ)

ojutu

Ibeere 3:

Iwọn gaasi atẹgun ni STP = 20 m ^3. Ṣe iṣirò ìwọ̀n gaasi atẹgun.

ojutu

Iwọn didun mole 1 ti gaasi ni STP = 22.4 liters = 22.4 dm ³ = 22.4 x 10 ^-3 m ³ (22.4 x 10 ^-3 m ³ /mol)

Iwọn didun gaasi atẹgun ni STP = 20 ^m3

Ìwọ̀n àwọn mọ́lẹ́kúlù atẹ́gùn = 32 giramu / mol (ìwọ̀n mólẹ́kúlù atẹ́gùn 1 = 32 giramu). Nítorí náà, ìwọ̀n mólẹ́kúlù atẹ́gùn ni:

ibi-iṣu (m) = iye awọn moles (n) x ibi-iṣu molekulu

ìwọ̀n = (893 mol) x (32 giramu / mol) = 28576 giramu = 28.576 kg

Ibeere 4:

Àpò kan ní lítà mẹ́rin ti atẹ́gùn (O2 ₎ . Ìwọ̀n otútù atẹ́gùn jẹ́ = 20 ^oC àti ìfúnpá tí a wọ̀n jẹ́ = 20 x 10 ⁵ N/m2 ^. Pinnu ìwọ̀n atẹ́gùn ( Ìwọ̀n atẹ́gùn jẹ́ = 32 kg/kmol = 32 giramu/mol).

ojutu

P = P atm + P tí a wọ̀n = (1 x 10 ⁵ N/m ² ) + (20 x 10 ⁵ N/m ² ) = 21 x 10 ⁵ N/m ²

T = 20 ^o C + 273 = 293 K

V = 4 liters = 4 dm ³ = 4 x 10 ^-3 m ³

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

Ìwọ̀n atẹ́gùn mọ́lẹ́kúlù = 32 kg/kmol = 32 giramu/mol

O ₂ ibi-iṣẹ́?

Òfin Gáàsì Tó Dáadáa (Nínú iye àwọn mókúlùkù)

Tí a bá sọ ìwọ̀n ohun náà kìí ṣe ní ìrísí ìwọ̀n (m), bí kò ṣe ní iye àwọn moles (n), nígbà náà ni àìyípadà gaasi gbogbogbòò (R) kan gbogbo àwọn gaasi. Amadeo Avogadro (1776-1856), onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ará Ítálì ni ó kọ́kọ́ ṣe àwárí rẹ̀.

Avogadro sọ pé nígbà tí ìwọ̀n, ìfúnpá, àti ìwọ̀n otútù gáàsì kọ̀ọ̀kan bá dọ́gba, gáàsì kọ̀ọ̀kan ní iye molecule kan náà.

Àbá Avogadro bá òtítọ́ náà mu pé R tí ó dúró ṣinṣin jẹ́ ọ̀kan náà fún gbogbo àwọn gáàsì. Àwọn ẹ̀rí díẹ̀ nìyí:

Àkọ́kọ́, tí a bá yanjú ìṣòro náà nípa lílo ìṣètò òfin gaasi tó dára jùlọ (PV = nRT), a ó rí i pé nígbà tí iye àwọn moles (n) bá dọ́gba,

titẹ ati iwọn otutu naa jọra, lẹhinna iwọn gbogbo awọn gaasi yoo jẹ kanna ti a ba lo awọn constants gaasi gbogbo agbaye R = 8.315 J / mol. K). Ninu STP, eyikeyi gaasi ti o ni nọmba kanna ti awọn moles (n) yoo ni iwọn kanna. Iwọn mole 1 ti gaasi ni STP = 22.4 liters. Iwọn mole 2 ti gaasi = 44.8 liters. Iwọn mole 3 ti gaasi = 67.2 liters. Ati bẹbẹ lọ. Eyi kan si gbogbo awọn gaasi.

Èkejì, iye àwọn molecule nínú mole 1 jẹ́ kan náà fún gbogbo àwọn gaasi. Iye àwọn molecule nínú mole 1 = iye àwọn molecule fún moolu = nọ́mbà Avogadro (NA). Nítorí náà, nọ́mbà Avogadro kan náà fún gbogbo àwọn gaasi.

Nọ́mbà Avogadro tí a rí nípasẹ̀ ìwọ̀n:

NA = 6.02 x 10 ²³ moleku / mol

Láti gba iye gbogbo awọn molikula (N), ṣe isodipupo nọmba awọn molikula fun molikula (NA ₎ nipasẹ nọmba awọn molikula (n).

Iye gbogbo awọn molikula (N) = iye awọn molikula fun molikula (N _A ) x nọmba awọn molikula (n)

P = Ìfúnpá, V = Ìwọ̀n, N = Àpapọ̀ iye àwọn molecule, k = Ìdúró Boltzmann (k = 1.38 x 10-23 J / K), T = Ìwọ̀n otútù

Awọn iwọn didun Iwọn

lítà 1 (L) = 1000 milimita (mL) = 1000 centimeters onígun (cm ³ )

1 lita (L) = 1 kubik decimeter (dm ³ ) = 1 x 10 ^-3 m ³

Awọn Ipa titẹ

1 N/m ² = 1 Pa

1 atm = 1.013 x 10 ⁵ N/m ² = 1.013 x 10 ⁵ Pa = 1.013 x 10 ² kPa = 101.3 kPa (a maa n lo 101 kPa)

Pa = Pascal

atm = atm