ОПШТИ ЗАКОН О ГАСУ: ФОРМУЛЕ, АПЛИКАЦИЈЕ И ВЕЖБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Закон уопште гаса је резултат комбиновања Боиле-Мариотте закон, Цхарлес закон, и Гаи-Луссац закон; у ствари, ова три закона могу се сматрати посебним случајевима општег закона о гасу. Заузврат, општи закон о гасу може се посматрати као партикуларизација закона о идеалном гасу.

Општи закон о гасу утврђује однос између запремине, притиска и температуре гаса. На овај начин он потврђује да, када добијемо гас, производ његовог притиска по запремини коју заузме подељен са температуром на којој се налази увек остаје константан.

Гасови су присутни у различитим процесима у природи и у великом мноштву примена, како индустријских тако и у свакодневном животу. Стога није изненађујуће да општи закон о гасу има вишеструку и разнолику примену.

На пример, овај закон омогућава објашњење рада различитих механичких уређаја као што су клима уређаји и фрижидери, рад балона са топлим ваздухом, и може се чак користити за објашњење процеса стварања облака.

Формуле

Математичка формулација закона је следећа:

П ∙ В / Т = К

У овом изразу П је притисак, Т представља температуру (у степенима Келвин), В је запремина гаса, а К представља константну вредност.

Претходни израз може се заменити следећим:

П ₁ ∙ В ₁ / Т ₁ = П ₂ ∙ В ₂ / Т ₂

Ова последња једначина је прилично корисна за проучавање промена кроз које пролазе гасови када се измене једна или две термодинамичке променљиве (притисак, температура и запремина).

Боиле-Мариоттеов закон, Цхарлес-ов закон и Гаи-Луссац-ов закон

Сваки од горе наведених закона односи се на две термодинамичке променљиве, у случају да трећа променљива остаје константна.

Цхарлесов закон каже да су запремина и температура директно пропорционални све док притисак остаје непромењен. Математички израз овог закона је следећи:

В = К ₂ ∙ Т

Боилеов закон утврђује да притисак и запремина имају обрнут однос једни са другима када температура остаје константна. Боилеов закон математички је резимиран на следећи начин:

П ∙ В = К ₁

Коначно, Гаи-Луссац закон каже да су температура и притисак директно пропорционални у случајевима у којима запремина плина не варира. Математички се закон изражава на следећи начин:

П = К ₃ ∙ Т

У овом изразу К ₁ , К ₂ и К ₃ представљају различите константе.

Идеални закон о гасу

Општи закон о гасу може се добити из закона о идеалном гасу. Закон о идеалном гасу је једначина стања идеалног гаса.

Идеалан гас је хипотетички гас састављен од честица са тачкастим карактером. Молекули ових гасова не врше било какву гравитациону силу једни са другима, а за њихово сударање карактеристично је да су тотално еластични. На овај начин, вредност његове кинетичке енергије директно је пропорционална његовој температури.

Прави гасови чије понашање највише подсећа на идеалне гасове су монатомски гасови при ниском притиску и високим температурама.

Математички израз закона о идеалном гасу је следећи:

П ∙ В = н ∙ Р ∙ Т

Ова једначина н је број молова, а Р је универзална константа идеалних гасова чија вредност износи 0,082 атм ∙ Л / (мол ∙ К).

Апликације

И општи закон о гасу и закони Боиле-Мариотте, Цхарлес и Гаи-Луссац могу се наћи у мноштву физичких појава. На исти начин служе да објасне рад многих и различитих механичких уређаја свакодневног живота.

На пример, у шпорету под притиском можете видети закон Геја Луссаца. Запремина у лонцу остаје константна, тако да ако се температура гасова који се у њему скупе повећава, повећава се и унутрашњи притисак лонца.

Други занимљив пример је онај балона са топлим ваздухом. Његово деловање засновано је на Цхарлес Лав-у. С обзиром да се атмосферски притисак може сматрати практично константним, оно што се дешава када се гаси балон који се напуни је да се запремина коју заузима повећава; на тај начин се смањује његова густина и балон се може уздићи.

Решене вежбе

Прва вежба

Одредите крајњу температуру гаса чији се почетни притисак од 3 атмосфере удвостручује, док не достигне притисак од 6 атмосфера, истовремено смањујући његову запремину са запремине од 2 литра на 1 литар, знајући да је почетна температура гаса била 208, 25 ºК.

Решење

Замјена у сљедећем изразу:

П ₁ ∙ В ₁ / Т ₁ = П ₂ ∙ В ₂ / Т ₂

мораш да:

Решавајући за, добијамо да је Т ₂ = 208,25 ºК

Друга вежба

С обзиром на гас изложен притиску од 600 мм Хг, заузима запремину од 670 мл и на температури од 100 ° Ц, одредите колики ће бити његов притисак на 473 ° К ако на тој температури заузима запремину од 1500 мл.

Решење

Пре свега, препоручљиво је (и уопште потребно) трансформисати све податке у јединице међународног система. Дакле, морате:

П ₁ = 600/760 = 0,789473684 атм, приближно 0,79 атм

В ₁ = 0,67 л

Т ₁ = 373 ºК

П ₂ =?

В ₂ = 1,5 л

Т ₂ = 473 ºК

Замјена у сљедећем изразу:

П ₁ ∙ В ₁ / Т ₁ = П ₂ ∙ В ₂ / Т ₂

мораш да:

0,79 ∙ 0,67 / 373 = П ₂ ∙ 1,5 / 473

Решавајући за П ₂ добијамо:

Н ₂ = 0.484210526 приближно 0,48 банкомат

Референце

1. Сцхиавелло, Марио; Виценте Рибес, Леонардо Палмисано (2003). Основе хемије. Барселона: Редакција Ариел, СА
2. Лаидер, Кеитх, Ј. (1993). Окфорд Университи Пресс, ед. Свет физичке хемије.
3. Општи закон о гасу. (нд). На Википедији. Преузето 8. маја 2018. године са ес.википедиа.орг.
4. Закони о гасу. (нд). У Википедији. Преузето 8. маја 2018. године са ен.википедиа.орг.
5. Зумдахл, Стевен С (1998). Хемијска начела. Компанија Хоугхтон Миффлин.