Sebelum mencari maksud frasa "hukum gas", adalah perlu untuk mengetahui apa itu gas. Gas ialah bahan yang zarahnya bergerak secara rawak di angkasa. Bahan-bahan ini dicirikan oleh interaksi antara molekul, interatomik dan interion yang sangat lemah. Keadaan gas juga dipanggil gas, iaitu, satu daripada empat, sebagai tambahan kepada cecair, pepejal dan plasma, keadaan agregat jirim. Gas mempunyai undang-undang mereka sendiri. Apakah undang-undang gas?
Definisi
Dari sudut pandangan fizikal, undang-undang gas ialah undang-undang yang menerangkan isoproses yang berlaku dalam gas ideal. Fakta menarik ialah dalam kimia terdapat juga corak tertentu untuk menerangkan bahan sedemikian yang bergema dengan undang-undang fizik. Walau bagaimanapun, undang-undang ini digunakan untuk gas sebenar. Sekarang adalah wajar untuk memahami apa itu gas ideal dan isoproses. Mari mulakan.
Gas ideal
Gas ideal ialah model matematik bagi gas sebenar, yang mengandaikan bahawa tiada interaksi antara zarah gas. Daripada andaian iniia berikutan bahawa zarah hanya bersentuhan dengan bekas di mana bahan itu berada, dan juga jisim zarah bahan ini adalah sangat kecil sehingga ia boleh dikecualikan sepenuhnya daripada pertimbangan.
Isoprocesses
Untuk menjawab soalan apakah itu isoproses, anda perlu beralih kepada termodinamik (salah satu cabang fizik). Untuk menerangkan keadaan gas (gas ideal), parameter utama ialah tekanan, suhu dan isipadu.
Jadi, isoproses ialah proses yang berlaku dalam gas, dengan syarat salah satu daripada tiga parameter ini kekal tidak berubah dari semasa ke semasa. Dalam proses isoterma suhu tidak berubah, dalam proses isobarik tekanan tidak berubah, dan dalam proses isochorik isipadu tidak berubah.
Persamaan Mendeleev-Clapeyron
Sebelum membincangkan undang-undang gas, adalah perlu untuk mengetahui apakah persamaan Mendeleev-Clapeyron dan bagaimana persamaan ini berkaitan dengan gas dan hukumnya. Untuk menerangkan pergantungan antara satu sama lain bagi semua penunjuk yang sama - tekanan, isipadu, suhu, pemalar gas universal dan isipadu (molar) juga ditambah.
Persamaan mempunyai bentuk berikut: pV=RT.
R - pemalar gas universal, anda boleh mengira sendiri atau anda boleh menggunakan nilai yang telah diketahui - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Oleh itu, isipadu molar ialah nisbah isipadu kepada jumlah bahan (dalam mol), dan jumlah bahan pula ialah nisbah jisim kepada jisim molar.
Persamaan boleh ditulis seperti berikutcara: pV=(m / M)RT.
Apakah hukum gas yang wujud dalam fizik
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, isoproses dipertimbangkan dalam fizik. Terdapat formula untuk pergantungan tiga kuantiti asas (isipadu, tekanan, suhu) antara satu sama lain. Undang-undang gas dalam fizik:
- Hukum Boyle-Mariotte, digunakan dalam kes proses isoterma: hasil darab tekanan dan isipadu gas kekal tidak berubah dari semasa ke semasa. Berdasarkan persamaan Mendeleev-Clapeyron - pV=(m / M)RT=const, hukum ini menyatakan bahawa hasil darab tekanan dan isipadu akan tetap, dengan syarat suhu gas dan jisimnya kekal tidak berubah.
- undang-undang Gay-Lussac, yang digunakan untuk proses isobarik. Dalam kes ini, nisbah isipadu dan suhu kekal tidak berubah: V / T=const. Hukum Gay-Lussac boleh dirumuskan seperti berikut: jika tekanan dan jisim gas kekal tidak berubah dari semasa ke semasa, maka hasil bagi isipadu dibahagikan dengan suhu ialah nilai tetap.
- hukum Charles - untuk proses isochorik. Nisbah tekanan dan suhu tidak berubah: p / T=const. Dalam kes ini, nisbah tekanan dan suhu gas adalah malar manakala tekanan dan jisim kekal tidak berubah.
Hukum Gas: Kimia
Antara undang-undang ini:
- undang-undang Avogadro. Ia dirumuskan seperti berikut: isipadu yang sama bagi gas yang berbeza mengandungi bilangan molekul yang sama, benda lain adalah sama (tekanan dan suhu). Dari undang-undang ini berikut -dalam keadaan normal (keadaan normal ialah tekanan 101.235 kPa dan suhu 273 K), isipadu mutlak sebarang gas yang diduduki oleh 1 mol ialah 22.4 liter.
- Hukum D alton: isipadu yang diduduki oleh gas yang bertindak balas antara satu sama lain dan hasil yang diperoleh semasa tindak balas, apabila membahagikan yang pertama dengan yang kedua, menghasilkan nombor integer yang kecil tetapi tepat, yang dipanggil pekali.
- Hukum tekanan separa: untuk menentukan tekanan campuran gas, perlu menambah tekanan yang dicipta oleh gas campuran.
Pelbagai undang-undang yang digunakan untuk gas
Mungkin ramai orang berpendapat bahawa gas adalah keadaan agregat yang paling mudah: kedua-dua zarah bergerak secara rawak, dan jarak antara mereka adalah maksimum (terutamanya jika dibandingkan dengan pepejal), dan jisim zarah yang sama ini adalah kecil. Walau bagaimanapun, undang-undang yang digunakan untuk menerangkan keadaan bahan tersebut sangat pelbagai. Ia berikutan daripada apa yang telah diperkatakan di atas bahawa bukan sahaja fizik berurusan dengan kajian tentang persoalan undang-undang gas. Lebih-lebih lagi, dalam fizik dan dalam kimia tidak ada satu atau dua daripadanya. Dari sini boleh sampai pada kesimpulan bahawa perkara yang kelihatan mudah tidak selalu begitu dalam realiti.
