prawo Avogadro i prawo gazu idealnego
Wróćmy na chwilę do kinetycznej teorii molekularnej. Stwierdza ona, że cząsteczki w gazach są nieskończenie małe i że w dowolnej temperaturze wszystkie cząsteczki gazu mają dokładnie taką samą ilość energii kinetycznej. Jeśli przypomnisz sobie naszą dyskusję na temat prędkości rms z kinetycznej molekularnej teorii gazów, to dlatego ciężkie cząsteczki gazu poruszają się wolniej niż lekkie w dowolnej temperaturze.,
objętość jednego mola dowolnego gazu w standardowej temperaturze i ciśnieniu nazywa się objętością molową.
te właściwości gazu prowadzą nas do ciekawego wniosku. Jeden mol dowolnego gazu ma dokładnie taką samą objętość w takich samych warunkach temperatury, jak jeden mol każdego innego gazu. Objętość jednego mola gazu nazywa się jego objętością molową.
może nie wydawać się oczywiste, dlaczego wszystkie gazy powinny mieć takie same objętości molowe w tych samych temperaturach., Rozważmy to: jeśli ciśnienie gazu jest równe sile wywieranej przez cząstki gazu popychające po bokach pojemnika, w którym jest przechowywany, a objętość gazu zależy od jego ciśnienia (prawo Boyle ' a), to objętości molowe każdego gazu są takie same. Zasada ta została po raz pierwszy zrozumiana przez Amadeo Avogadro i jest zwykle określana jako prawo Avogadro.
ponieważ wszystkie gazy idealne mają takie same objętości molowe, można użyć jednego równania, aby wyrazić zależność między liczbą moli obecnego gazu a objętością., Ta zależność pokazana poniżej nazywa się idealnym prawem gazu, pokazanym poniżej:
- PV = nRT
Problem 4: Jeśli mój piekarnik ma objętość 1100 L, temperaturę 250º C, a ciśnienie 1.0 ATM, ile ma moli gazu?
P oznacza ciśnienie (w atm lub kPa), V oznacza objętość w litrach, n jest równa liczbie moli gazu, R jest stałą idealną gazu, A T jest temperaturą gazu w kelwinach. Istnieją dwie możliwe wartości dla R, 8.,314 L kPa / mol K i 0,08206 l atm / mol K. wartość użyta w każdym problemie zależy od jednostki podanego ciśnienia. Na przykład, jeśli ciśnienie jest podane w atm, R wyniesie 0,08206 l atm/mol K.
zobaczmy przykład, jak to działa:
przykład: moja lodówka ma objętość 1100 L. Jeśli temperatura wewnątrz lodówki wynosi 3,0 º C, a ciśnienie powietrza wynosi 1,0 atm, ile moli powietrza znajduje się w mojej lodówce?
prawo gazu idealnego wyjaśnia dlaczego działają balony na ogrzane powietrze., Liczba moli powietrza wewnątrz balonu będzie mniejsza niż liczba moli powietrza na zewnątrz balonu, ponieważ powietrze wewnątrz balonu jest cieplejsze niż powietrze zewnętrzne. Ponieważ w balonie jest mniej moli powietrza niż na zewnątrz, masa powietrza w balonie jest również mniejsza, powodując, że balon „unosi się” nad otaczającym zimnym powietrzem.
- (1.0 atm)(1.100 L) = n (0.08206 l atm/mol K)(276 K)
- n= 49 mol
, Wszelkie prawa zastrzeżone, w tym prawo do powielania w całości lub w części w jakiejkolwiek formie. Używany przez Alpha Books, członka Penguin Group (USA) Inc.
aby zamówić tę książkę bezpośrednio od wydawcy, odwiedź stronę internetową Penguin USA lub zadzwoń pod numer 1-800-253-6476. Książkę można również zakupić w Amazon.com i Barnes &