Mendeleev-Clapeyron denklemi - Fizikte O'Five! Gaz yasaları. Mendeleev-Clapeyron denklemi

Mendeleev-Clapeyron denklemi, 1 mol gaz olarak adlandırılan ideal bir gaz için bir durum denklemidir. 1874 yılında D.I. Mendeleev, Clapeyron denklemine dayanarak bunu Avogadro yasasıyla birleştirerek, V m molar hacmini kullanarak ve bunu 1 mol ile ilişkilendirerek, 1 mol ideal gaz için durum denklemini türetti:

pV = RT, Nerede R- evrensel gaz sabiti,

R = 8,31 J/(mol. K)

Clapeyron-Mendeleev denklemi, belirli bir gaz kütlesi için ideal bir gazın durumunu karakterize eden üç parametreyi aynı anda değiştirmenin mümkün olduğunu gösterir. Molar kütlesi m olan keyfi bir gaz M kütlesi için: pV = (M/m) . RT. veya pV = N A kT,

burada NA, Avogadro sayısı, k ise Boltzmann sabitidir.

Denklemin türetilmesi:


İdeal bir gazın durum denklemi kullanılarak, gazın kütlesinin ve parametrelerden birinin (basınç, hacim veya sıcaklık) sabit kaldığı ve yalnızca diğer ikisinin değiştiği süreçler incelenebilir ve bunlar için teorik olarak gaz yasaları elde edilebilir. Gazın durumundaki değişim koşulları.

Bu tür işlemlere izoprosesler denir.


İzoprosesleri tanımlayan yasalar, ideal bir gazın durum denkleminin teorik olarak türetilmesinden çok önce keşfedilmişti.İzotermal süreç - sabit sıcaklıkta bir sistemin durumunu değiştirme süreci. Belirli bir gaz kütlesi için, gaz sıcaklığı değişmediği sürece gaz basıncı ile hacminin çarpımı sabittir . Bu

Boyle-Mariotte yasası.


İşlem sırasında gaz sıcaklığının değişmeden kalması için, gazın harici bir büyük sistemle (bir termostat) ısı alışverişinde bulunabilmesi gerekir. Dış ortam (atmosferik hava) termostat rolünü oynayabilir. Boyle-Marriott yasasına göre gaz basıncı hacmiyle ters orantılıdır: P 1 V 1 =P 2 V 2 =sabit. Gaz basıncının hacme grafiksel bağımlılığı, izoterm adı verilen bir eğri (hiperbol) şeklinde gösterilmektedir. Farklı izotermler farklı sıcaklıklara karşılık gelir.İzobarik süreç - Sabit basınç altında bir sistemin durumunu değiştirme süreci. Belirli bir kütleye sahip bir gaz için, gaz basıncı değişmezse, gaz hacminin sıcaklığına oranı sabit kalır. Bu Gay-Lussac yasasına göre bir gazın hacmi sıcaklığıyla doğru orantılıdır: V/T=sabit. Grafiksel olarak V-T koordinatlarındaki bu bağımlılık, T=0 noktasından uzanan düz bir çizgi olarak gösterilmektedir. Bu düz çizgiye izobar denir. Farklı basınçlar farklı izobarlara karşılık gelir. Gazların sıvılaşma (yoğunlaşma) sıcaklığına yakın düşük sıcaklıkların olduğu bölgede Gay-Lussac yasası görülmez.


İzokorik süreç- sistemin durumunu sabit bir hacimde değiştirme süreci. Belirli bir gaz kütlesi için, gazın hacmi değişmezse, gaz basıncının sıcaklığına oranı sabit kalır.


Bu Charles'ın gaz yasasıdır. Charles kanununa göre gaz basıncı sıcaklığıyla doğru orantılıdır: P/T=sabit. Grafiksel olarak P-T koordinatlarındaki bu bağımlılık, T=0 noktasından uzanan düz bir çizgi olarak gösterilmektedir. Bu düz çizgiye izokor denir. Farklı izokorlar farklı hacimlere karşılık gelir. Gazların sıvılaşma (yoğunlaşma) sıcaklığına yakın düşük sıcaklıkların olduğu bölgede Charles yasası gözlenmez.

Boyle - Mariotte, Gay-Lussac ve Charles yasaları, birleşik gaz yasasının özel durumlarıdır: Belirli bir gaz kütlesi için gaz basıncı ve hacminin çarpımının sıcaklığa oranı sabit bir değerdir: PV/T=sabit.

Yani yasadan pV = (M/m). RT aşağıdaki yasaları türetmektedir: = T=> yapı = TPV

- Boyle yasası - Mariotta. p = sabit => V/T = sabit

- Gay-Lussac yasası. V= sabit => p/T = sabit

- Charles'ın yasası


İdeal bir gaz birkaç gazın karışımı ise, Dalton kanununa göre ideal gaz karışımının basıncı, içine giren gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Kısmi basınç, bir gazın tek başına karışımın hacmine eşit hacmin tamamını kaplaması durumunda üreteceği basınçtır.

Bazıları Avogadro sabiti NA = 6,02·10 23'ü belirlemenin nasıl mümkün olduğu sorusuyla ilgilenebilir. Avogadro sayısının değeri deneysel olarak ancak 19. yüzyılın sonu ve 20. yüzyılın başında belirlendi. Bu deneylerden birini anlatalım.

Öncelikle bir yılda kaç tane alfa parçacığının (yani helyum atomunun) oluştuğunu bulalım. Bu sayıyı N atom olarak gösterelim:

N = 3,7 10 10 0,5 g 60 saniye 60 dakika 24 saat 365 gün = 5,83 10 17 atom.

Clapeyron-Mendeleev denklemini yazalım: PV = N RT ve helyumun mol sayısını not edin N= Yok . Buradan:

NA = NRT = 5,83 . 10 17 . 0,0821 . 300 = 6,02 . 10 23

PD 7,95. 10-4. 3. 10 -2

20. yüzyılın başında Avogadro sabitini belirlemenin bu yöntemi en doğru yöntemdi. Peki deney neden bu kadar uzun sürdü (bir yıl)? Gerçek şu ki radyumun elde edilmesi çok zordur. Küçük miktarıyla (0,5 g), bu elementin radyoaktif bozunması çok az helyum üretir. Kapalı bir kapta ne kadar az gaz olursa, o kadar az basınç yaratacak ve ölçüm hatası o kadar büyük olacaktır. Radyumdan ancak yeterince uzun bir süre sonra gözle görülür miktarda helyumun oluşabileceği açıktır.

Onuncu sınıftaki her öğrenci fizik derslerinden birinde Clapeyron-Mendeleev yasasını, formülünü, formülasyonunu inceler ve problemlerin çözümünde nasıl uygulanacağını öğrenir. Teknik üniversitelerde bu konu sadece fizikte değil, çeşitli disiplinlerde derslerde ve pratik çalışmalarda da yer almaktadır. Clapeyron-Mendeleev yasası termodinamikte ideal bir gaz için durum denklemleri hazırlanırken aktif olarak kullanılır.

Termodinamik, termodinamik durumlar ve süreçler

Termodinamik, cisimlerin genel özelliklerinin ve bu cisimlerdeki termal olayların moleküler yapılarını dikkate almadan incelenmesine adanmış bir fizik dalıdır. Basınç, hacim ve sıcaklık, cisimlerdeki ısıl süreçleri tanımlarken dikkate alınan ana büyüklüklerdir. Termodinamik bir süreç, bir sistemin durumundaki bir değişikliktir, yani temel miktarlardaki (basınç, hacim, sıcaklık) bir değişikliktir. Temel niceliklerdeki değişikliklerin meydana gelip gelmediğine bağlı olarak sistemler dengede olabilir veya dengesiz olabilir. Termal (termodinamik) prosesler aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir. Yani, eğer bir sistem bir denge durumundan diğerine geçerse, bu tür işlemlere buna göre denge denir. Dengesizlik süreçleri ise dengesizlik durumlarının geçişleri ile karakterize edilir, yani ana miktarlar değişime uğrar. Bununla birlikte, bunlar (süreçler) tersine çevrilebilir (aynı durumlardan ters bir geçiş mümkündür) ve geri döndürülemez olarak ikiye ayrılabilir. Sistemin tüm durumları belirli denklemlerle tanımlanabilir. Termodinamikteki hesaplamaları basitleştirmek için ideal bir gaz kavramı ortaya atılmıştır - moleküller arasındaki mesafede etkileşimin bulunmaması ile karakterize edilen ve boyutları küçük boyutlarından dolayı ihmal edilebilecek belirli bir soyutlama. Temel gaz yasaları ve Mendeleev-Clapeyron denklemi birbiriyle yakından ilişkilidir; tüm yasalar denklemden çıkar. Sistemlerdeki izoprosesleri, yani ana parametrelerden birinin değişmeden kaldığı süreçleri tanımlarlar (izokorik süreç - hacim değişmez, izotermal - sabit sıcaklık, izobarik - sabit basınçta sıcaklık ve hacim değişimi). Clapeyron-Mendeleev yasası daha ayrıntılı olarak incelenmeye değer.

İdeal gaz hal denklemi

Clapeyron-Mendeleev yasası ideal bir gazın basıncı, hacmi, sıcaklığı ve madde miktarı arasındaki ilişkiyi ifade eder. Sadece temel parametreler yani mutlak sıcaklık, molar hacim ve basınç arasındaki ilişkiyi ifade etmek de mümkündür. Molar hacim, hacmin madde miktarına oranına eşit olduğundan öz değişmez.

Mendeleev-Clapeyron yasası: formül

İdeal bir gazın durum denklemi, evrensel gaz sabiti ve mutlak sıcaklığın çarpımına eşit olan basınç ve molar hacmin çarpımı olarak yazılır. Evrensel gaz sabiti, izobarik bir işlem koşulları altında sıcaklık değerini 1 Kelvin artırma sürecinde bir molün genişleme işini ifade eden bir orantı katsayısı, sabittir (değişmez değer). Değeri (yaklaşık) 8,314 J/(mol*K)'dir. Molar hacmi ifade edersek şu formda bir denklem elde ederiz: p*V=(m/M)*R*T. Veya şu şekilde ifade edilebilir: p=nkT, burada n atomların konsantrasyonudur, k ise Boltzmann sabitidir (R/NA).

Sorun çözme

Mendeleev-Clapeyron yasası ve onun yardımıyla problemlerin çözülmesi, ekipman tasarımında hesaplama kısmını büyük ölçüde kolaylaştırır. Sorunları çözerken yasa iki durumda uygulanır: gazın bir durumu ve kütlesi verilir ve gaz kütlesinin değeri bilinmiyorsa, değişiminin gerçeği bilinir. Çok bileşenli sistemlerde (gaz karışımları), her bileşen için, yani her gaz için ayrı ayrı bir durum denkleminin yazıldığı dikkate alınmalıdır. Karışımın basıncı ile bileşenlerin basınçları arasındaki ilişkiyi kurmak için Dalton kanunu kullanılır. Ayrıca, gazın her durumu için ayrı bir denklemle tanımlandığını, daha sonra elde edilen denklem sisteminin çözüldüğünü hatırlamakta fayda var. Ve son olarak, ideal bir gazın durum denklemi durumunda sıcaklığın mutlak bir değer olduğunu ve değerinin mutlaka Kelvin cinsinden alındığını her zaman hatırlamalısınız. Problem koşullarında sıcaklık Celsius derece cinsinden veya başka bir şekilde ölçülüyorsa, o zaman Kelvin derecesine dönüştürmek gerekir.

Mendeleev'in Clapeyron denklemi 1799-1864 yılları arasında yaşayan Fransız mühendis Clapeyron B.'den gelmektedir. İdeal bir gazın durum parametrelerinin bir bağlantısı olduğundan, gazların mevcut deneysel yasalarını birleştirdi ve parametrelerdeki bağlantıyı belirledi.

pW/T = sabit

Mendeleev D.I. 1834-1907 yılları arasında yaşayan Rus bilim adamımız bunu Avogadro yasasına bağlamıştır. Bu yasadan, eğer P ve T aynıysa, herhangi bir gazın bir molünün eşit molar hacim kapladığı sonucu çıkar. Wm=22,4l. Mendeleev'in vardığı sonuç şudur: Denklemin sağ tarafındaki sabit değer her gaz için aynıdır. Gösterimi R olarak yazılır ve evrensel gaz sabiti olarak adlandırılır.

Dijital ifade R, ikame yoluyla hesaplanır. Mendeleev'in Clapeyron denklemi şöyle görünür:

PW = nRT

içinde:
R- gaz basıncı, K- litre hacmi, T- Kelvin cinsinden ölçülen sıcaklık, N- mol sayısı, R-UGP.

Örneğin: Oksijen 2,6 litrelik bir kapta, 2,3 atm basınç ve 26 derece C altındadır. Kapta kaç mol O2 bulunduğu bilinmiyor?

Gaz yasasını kullanarak kaç mol n olduğunu buluruz.

n = PW/RT, buradan: n = (2,3 atm*2,6 l)/(0,0821 l*atm/mol*K*299K) = 0,24 mol O2

Sıcaklık Kelvin (273 0 C + 26 0 C) = 299 K'ye dönüştürülmelidir. Denklemleri çözerken hataları önlemek için verilerin verildiği miktarlara dikkat etmeniz gerekir. Mendeleev-Clapeyron denklemleri Basınç mm Hg cinsinden olabilir - bunu atmosferlere dönüştürüyoruz (1 atm = 760 mm r/s). Atmosfere çevirirken paskal cinsinden ise 101325 Pa = 1 atm değerinin unutulmaması önemlidir.

Ölçü birimlerinin m3 ve Pa olduğu hesaplamalar yaparsanız. Burada R = 8,314 J/K*mol (gaz sabiti) kullanmanız gerekir.

Bir örneğe bakalım:

Verilen: Helyumun hacmi 16,5 litre, sıcaklık - 78 0 C, basınç 45,6 atm. Normal şartlarda hacmi ne olacaktır? Ben sayısı? Mendeleev-Clapeyron Denklemini kullanarak kaç mol n içerdiğini hızlı bir şekilde bulabiliriz, peki ya R'nin değerini unutursak. Normal şartlarda 1 mol (1 atm ve 273 K) 22,4 litreyi doldurur. yani

PW = nRT, bundan şu sonuç çıkar: R = PW/nT = (1 atm * 22,4 l) / (1 mol * 273 K) = 0,082

Eğer bunu R azalacak şekilde yaparsanız. Aşağıdaki çözümü elde ederiz.
Başlangıç ​​verileri: P 1 = 45,6 atm, W 1 = 16,5 l, T 1 = 351 K.
Nihai veriler: P 2 = 1 atm, W 2 = ?, T 2 = 273 K.

Denklemin hem başlangıç ​​hem de son veriler için tam olarak geçerli olduğunu görüyoruz.
P 1 W 1 = nRT 1
P 2 W 2 = nRT 2

Gazın hacmini bulmak için denklemdeki değerleri bölün
P 1 W 1 /P 2 W 2 = T 1 /T 2,
bildiğimiz değerleri girin
G 2 = 45,6 * 16,5 * 273 / 351 = 585 litre

Bu, normal koşullar altında helyum hacminin 585 litre olacağı anlamına gelir. 585'i normdaki molar gaz hacmine bölün. koşullar (22,4 l/*mol) helyumdaki mol sayısının 585 / 22,4 = 26,1 m olduğunu buluruz.

Not: Kazısız yöntemle iletişim kurmayla ilgili sorunlarınız varsa, bağlantı - gaz boru hattı deliğine (http://www.prokolgnb.ru) gidin ve bunları nasıl çözeceğinizi öğrenin.

Daha önce belirtildiği gibi, belirli bir kütlenin durumu üç termodinamik parametre tarafından belirlenir: basınç p, hacim V ve sıcaklık T. Bu parametreler arasında belirli bir ilişki vardır. durum denklemi.

Fransız fizikçi B. Clapeyron, Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac yasalarını birleştirerek ideal bir gazın durum denklemini elde etti.

1) izotermal (izoterm 1-1¢),

2) izokorik (izokor 1¢-2).

Boyle-Mariotte yasalarına (1.1) ve Gay-Lussac'a (1.4) uygun olarak şunu yazıyoruz:

(1.5)

p 1 "'i denklem (1.5) ve (1.6)'dan çıkararak şunu elde ederiz:

Durum 1 ve 2 keyfi olarak seçildiğinden, belirli bir gaz kütlesi için değer sabit kalır;

. (1.7)
İfade (1.7), B'nin farklı gazlar için farklı olan gaz sabiti olduğu Clapeyron denklemidir.

Rus bilim adamı D.I. Mendeleev, Clapeyron denklemini Avogadro yasasıyla birleştirerek denklem (1.7)'yi V m molar hacmini kullanarak bir mol ile ilişkilendirdi. Avogadro yasasına göre, aynı p ve T'de tüm gazların molleri aynı Vm molar hacmini kaplar, dolayısıyla B sabiti tüm gazlar için aynı olacaktır. Tüm gazlar için ortak olan bu sabit R ile gösterilir ve denir. molar gaz sabiti. Denklem

yalnızca ideal gazı karşılar ve ideal gaz hal denklemi, aynı zamanda denir Mendeleev-Clapeyron denklemi.

Molar gaz sabitinin sayısal değerini formül (1.8)'den, bir mol gazın normal koşullar altında olduğunu varsayarak belirliyoruz (p 0 = 1,013 × 10 5 Pa, T 0 = 273,15 K, V m = 22,41 × 10 -3 m3 /mol): R=8,31 ​​J/(mol K).

Bir mol gaz için denklem (1.8)'den keyfi bir gaz kütlesi için Clapeyron-Mendeleev denklemine gidilebilir. Belirli bir basınç ve sıcaklıkta bir mol gaz Vm hacmini kaplıyorsa, aynı koşullar altında gazın kütlesi m hacmi işgal edecektir; burada M, molar kütle(bir mol maddenin kütlesi). Molar kütlenin birimi mol başına kilogramdır (kg/mol). Gaz kütlesi m için Clapeyron-Mendeleev denklemi

, (1.9)

madde miktarı nerede.

İdeal gaz durum denkleminin biraz farklı bir biçimi sıklıkla kullanılır; Boltzmann sabiti:

.

Buna dayanarak durum denklemini (1.8) şu şekilde yazıyoruz:

,

moleküllerin konsantrasyonu nerede (birim hacim başına molekül sayısı). Böylece Denklem'den.

р=nkT (1.10)
belirli bir sıcaklıkta ideal bir gazın basıncının, moleküllerinin konsantrasyonuyla (veya gaz yoğunluğuyla) doğru orantılı olduğu sonucu çıkar. Aynı sıcaklık ve basınçta tüm gazlar birim hacim başına aynı sayıda molekül içerir. Normal şartlarda 1 m3 gazın içerdiği molekül sayısına ne ad verilir? Loschmidt numarası:

.

Moleküler kinetiğin temel denklemi

İdeal gaz teorileri

Moleküler kinetik teorinin temel denklemini türetmek için tek atomlu bir ideal gazı düşünün. Gaz moleküllerinin düzensiz hareket ettiğini, aralarındaki karşılıklı çarpışma sayısının, kabın duvarlarına çarpma sayısına kıyasla ihmal edilebilir olduğunu ve moleküllerin kabın duvarlarıyla çarpışmalarının kesinlikle esnek olduğunu varsayalım. Kabın duvarında DS temel alanını seçelim (Şekil 50) ve bu alana uygulanan basıncı hesaplayalım.

DS alanının Dt süresi boyunca, yalnızca DS tabanına ve Dt yüksekliğine sahip bir silindirin hacminde bulunan moleküller ulaşır (Şekil 50).

Bu moleküllerin sayısı nDSDt'ye (moleküllerin n-konsantrasyonu) eşittir. Ancak gerçekte moleküllerin DS bölgesine doğru farklı açılarda ve farklı hızlarda hareket ettiğini ve moleküllerin hızının her çarpışmada değiştiğini hesaba katmak gerekir. Hesaplamaları basitleştirmek için, moleküllerin kaotik hareketinin yerini karşılıklı üç dik yöndeki hareket alır, böylece herhangi bir anda moleküllerin 1/3'ü her biri boyunca hareket eder, yarısı (1/6) belirli bir yönde hareket eder. bir yönde, yarısı ters yönde. Bu durumda belirli bir yönde hareket eden moleküllerin DS platformuna çarpma sayısı 1/6nDS Dt olacaktır. Platformla çarpıştıklarında bu moleküller ona momentum aktaracak

İdeal bir gaz, ideal bir gazın durum denklemi, sıcaklığı ve basıncı, hacmi... Fiziğin ilgili bölümünde kullanılan parametrelerin ve tanımların listesi oldukça uzun süre devam ettirilebilir. Bugün tam olarak bu konu hakkında konuşacağız.

Moleküler fizikte ne dikkate alınır?

Bu bölümde ele alınan ana nesne ideal bir gazdır. İdeal gaz normal çevre koşulları dikkate alınarak elde edildi, buna biraz sonra değineceğiz. Şimdi bu “soruna” uzaktan yaklaşalım.

Diyelim ki elimizde belli bir gaz kütlesi var. Durumu üç karakter kullanılarak belirlenebilir. Bunlar elbette basınç, hacim ve sıcaklıktır. Bu durumda sistemin durum denklemi, karşılık gelen parametreler arasındaki ilişkinin formülü olacaktır. Şuna benzer: F (p, V, T) = 0.

Burada ilk kez ideal gaz gibi bir kavramın ortaya çıkışına yavaş yavaş yaklaşıyoruz. Moleküller arasındaki etkileşimlerin ihmal edilebilir olduğu bir gazdır. Genel olarak doğada bu mevcut değildir. Ancak herkes ona çok yakındır. Azot, oksijen ve hava normal koşullar altında idealden çok az farklılık gösterir. İdeal bir gazın durum denklemini yazmak için birleşik formülü kullanabiliriz: pV/T = const.

İlgili Kavram #1: Avogadro Yasası

Herhangi bir rastgele gazın aynı sayıda molünü alırsak ve bunları sıcaklık ve basınç da dahil olmak üzere aynı koşullara koyarsak, gazların aynı hacmi kaplayacağını söyleyebilir. Özellikle deney normal koşullar altında gerçekleştirildi. Bu, sıcaklığın 273,15 Kelvin'e eşit olduğu, basıncın ise bir atmosfer (760 milimetre cıva veya 101325 Pascal) olduğu anlamına gelir. Bu parametrelerle gaz 22,4 litre hacim kapladı. Sonuç olarak herhangi bir gazın bir molü için sayısal parametrelerin oranının sabit bir değer olacağını söyleyebiliriz. Bu nedenle bu sayının R harfiyle belirtilmesine ve evrensel gaz sabiti olarak adlandırılmasına karar verildi. Böylece 8,31'e eşit olur. Boyut J/mol*K.

İdeal gaz. İdeal bir gazın durum denklemi ve onunla manipülasyon

Formülü yeniden yazmaya çalışalım. Bunu yapmak için şu biçimde yazıyoruz: pV = RT. Şimdi basit bir işlem yapalım: Denklemin her iki tarafını da rastgele sayıda mol ile çarpalım. pVu = uRT elde ederiz. Molar hacim ile madde miktarının çarpımının basitçe hacim olduğu gerçeğini dikkate alalım. Ancak mol sayısı aynı anda kütle ve molar kütle oranına eşit olacaktır. Tam da böyle görünüyor. İdeal bir gazın nasıl bir sistem oluşturduğuna dair net bir fikir veriyor. İdeal bir gazın durum denklemi şu şekilde olacaktır: pV = mRT/M.

Basıncın formülünü türetelim

Ortaya çıkan ifadelerle biraz daha manipülasyon yapalım. Bunu yapmak için Mendeleev-Clapeyron denkleminin sağ tarafını çarpın ve Avogadro sayısına bölün. Şimdi madde miktarının çarpımına dikkatlice bakıyoruz. Bu, gazdaki toplam molekül sayısından başka bir şey değildir. Ancak aynı zamanda evrensel gaz sabitinin Avogadro sayısına oranı Boltzmann sabitine eşit olacaktır. Bu nedenle basınç formülleri şu şekilde yazılabilir: p = NkT/V veya p = nkT. Burada n tanımı parçacıkların konsantrasyonudur.

İdeal gaz prosesleri

Moleküler fizikte izoprosesler diye bir şey vardır. Bunlar sistemde sabit parametrelerden biri altında gerçekleşenlerdir. Bu durumda maddenin kütlesinin de sabit kalması gerekir. Onlara daha spesifik olarak bakalım. Yani ideal gaz yasaları.

Basınç sabit kalır

Bu Gay-Lussac yasasıdır. Şuna benzer: V/T = const. Başka bir şekilde yeniden yazılabilir: V = Vo (1+at). Burada a, 1/273,15 K^-1'e eşittir ve “hacim genleşme katsayısı” olarak adlandırılır. Sıcaklığı hem Santigrat hem de Kelvin ölçeğinde değiştirebiliriz. İkinci durumda V = Voat formülünü elde ederiz.

Hacim sabit kalır

Bu Gay-Lussac'ın ikinci yasasıdır, daha çok Charles yasası olarak anılır. Şuna benzer: p/T = sabit. Başka bir formülasyon daha var: p = po (1 + at). Dönüşümler önceki örneğe uygun olarak gerçekleştirilebilir. Gördüğünüz gibi ideal bir gazın yasaları bazen birbirine oldukça benzer.

Sıcaklık sabit kalır

İdeal bir gazın sıcaklığı sabit kalırsa Boyle-Mariotte yasasını elde edebiliriz. Bu şekilde yazılabilir: pV = const.

İlgili Konsept #2: Kısmi Basınç

Diyelim ki gazlı bir gemimiz var. Bir karışım olacak. Sistem termal denge durumundadır ve gazların kendisi birbirleriyle reaksiyona girmez. Burada N toplam molekül sayısını gösterecektir. N1, N2 vb. sırasıyla mevcut karışımın her bir bileşenindeki molekül sayısıdır. Basınç formülünü alalım p = nkT = NkT/V. Belirli bir durum için açılabilir. İki bileşenli bir karışım için formül şu formu alacaktır: p = (N1 + N2) kT/V. Ancak daha sonra toplam basıncın her karışımın kısmi basınçlarından toplanacağı ortaya çıktı. Bu, p1 + p2 vb. gibi görüneceği anlamına gelir. Bunlar kısmi baskılar olacak.

Bu ne için?

Elde ettiğimiz formül, sistemdeki basıncın her molekül grubu tarafından uygulandığını gösterir. Bu arada, başkalarına bağlı değil. Dalton, daha sonra kendi adını taşıyan yasayı formüle ederken bundan yararlandı: Gazların birbirleriyle kimyasal reaksiyona girmediği bir karışımda, toplam basınç, kısmi basınçların toplamına eşit olacaktır.



Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınızla paylaşın!