Химия

  • Изкуство
  • биология
  • Нали
  • Образование
  • Философия
  • Физически
  • География
  • История
  • Език
  • Математика.
  • Психология
  • Химия

Универсална константа на идеални газове

Съществува физическа константа, която свързва няколко функции на състоянието, включително енергия, температура и брой молове на даден газ. Тази константа се нарича универсална константа на идеални газове. Тази постоянна стойност се използва в уравнението на състоянието на идеалния газ, което съчетава законите на Авогадро, Гей Лусак и закона на Чарлз.

универсална

Законът на Авогадро показва, че при условия на постоянно налягане и температура обемът на даден газ е пряко свързан с броя на моловете на този газ.

Според закона на Гей Лусак, ако поддържаме обема и броя на моловете на даден газ постоянни, повишаването на температурата ще предизвика повишаване на налягането. По същия начин намаляването на температурата е отговорно за намаляването на налягането на споменатия газ.

Законът на Чарлз предвижда, че ако поддържаме налягането на даден газ постоянно, повишаването на температурата ще доведе до увеличаване на обема на газа.

От комбинацията от тези закони възниква общото уравнение на газовете:

Тази формула представлява налягането (P) на даден газ, неговия обем (V), броя на моловете (n), универсалната газова константа (R) и абсолютната температура (T, в градуси по Келвин).

В модела на идеалния газ, за ​​който се прилага уравнението, описано по-горе, обемът на молекулата на газа е незначителен и частиците не си взаимодействат помежду си. За повечето газове стойността на R приблизително се описва с две значими цифри, стига условията на налягане и температура да са далеч от точките на втечняване или сублимация за споменатия газ.

В реалните газове уравнението на състоянието в току-що описана корелация.

Стойността на R зависи от единиците, с които работите:

(съответстващ на международната система от единици)

наред с други възможни стойности.

Стойността на R може да се измери експериментално.

Газове като кислород, водород, азот се държат като идеални газове при условия на околната температура и налягане в атмосферата. По този начин е възможно да се изчисли стойността на R, като се реши стойността му от уравнението:

В описания по-долу експеримент определяме стойността на R използвайки водород. Водородът ще се получи от реакцията:

Ако сложим известно количество магнезий с излишък от солна киселина, лесно е да се изчисли броят на молове n произведен водород.

Температурата Т може да се измери с всеки термометър, налягането Р, с барометър. Трябва само да измерим обема V на произведения водород, който ще бъде измерен в специална бюрета за газове.

Известно количество магнезий се поставя в колбата, оставя се солната киселина да капе, докато се разтвори напълно. Освободеният водород ще измести водата и ще бъде разположен в специалната врата за газове, където можем да измерим нейния обем и по този начин математически да изчислим стойността на R.