|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Газовые законыВ 1662 г. Р. Бойль обнаружил существование зависимости между объемом воздуха и изменением его давления. В 1679 г. Э. Мариотт выразил эту зависимость формулой В начале XIX в. Ж. Л. Гей-Люссак и независимо от него Дж. Дальтон провели тщательное изучение законов теплового расширения газов. В 1802 г. они пришли к заключению, что все газы расширяются одинаково. При этом Гей-Люссак установил газовый закон, названный его именем. Одновременно Гей-Люссак сформулировал и другой закон для газов, устанавливающий зависимость изменения давления газа с изменением температуры. Этот закон называют законом Шарля, т. к. раньше Гей-Люссака на этот закон указал французский ученый Ж. Шарль. По современным представлениям, газовые законы строго выполняются для идеального газа[3]. Состояние идеального газа заданной массы характеризуется тремя параметрами: давлением, объемом и температурой. Как отмечено выше, между этими величинами были экспериментально установлены следующие соотношения. 1. При постоянной температуре (Т = const): р1V1 = р2V2, или рV = const (закон Бойля–Мариотта). 2. При постоянном давлении (р = const): , или (закон Гей-Люссака). 3. При постоянном объеме (V = const): , или = const (закон Шарля). Эти три закона можно объединить в один универсальный газовый закон: , или = const. Это уравнение было установлено Б. Клапейроном в 1834 г. Значение постоянной в уравнении зависит только от количества газа. Уравнение для одного моля газа было выведено Д. И. Менделеевым в 1874 г. Для 1 моль газа постоянная называется универсальной газовой постоянной R = 8,314 Дж/(моль·К): рV = RT, Для произвольного количества газа n: pV = nRT, И, наконец, наиболее общее уравнение состояния идеального газа: , которое называется уравнением Менделеева–Клапейрона. Это уравнение справедливо для всех газов в любых количествах и для всех значений давления, объема и температуры, при которых газы можно считать идеальными.
Пример 2.9. При некоторой температуре давление газа, занимающего объем 3 л, равно 93,3 кПа. Каким станет давление, если уменьшить объем газа до 2,8 л? Решение. Согласно закону Бойля–Мариотта: р2 = ; р2 = = 100 (кПа).
Пример 2.10. При 27°С объем газа равен 600 мл. Какой объем займет газ при 57°С, если давление будет оставаться постоянным? Решение. Согласно закону Гей-Люссака: V2 = ; V2 = = 660 (мл).
Пример 2.11. При 15°С давление в баллоне с кислородом равно 9120 кПа. При какой температуре оно станет равным 101330 кПа? Решение. Согласно закону Шарля: Т2 = ; Т2 = = 320 (K), или 47°С.
Пример 2.12. При температуре 50°С и давлении 70,2 кПа объем газа равен 34,4 л. Какой объем займет этот газ при н. у. Решение. В системе СИ единицей давления является паскаль Па, единицей объема – кубический метр м3, температуры – кельвин К. Приведем данные задачи в соответствие с системой СИ: р1 = 70200 Па, V1 = 0,0344 м3, Т1 = 323 К. Согласно объединенному газовому закону: V2 = ; V2 = = 0,0201 м3 = 20,1 л.
Пример 2.13. Вычислите молярную массу вещества, если его пары массой 3,2 г при температуре 78°С и давлении 85,6 кПа занимают объем, равный 870 мл. Решение. Согласно уравнению Менделеева–Клапейрона: ; М = = 125,39 г/моль. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.) |