THE уравнение на Клапейрон, също известен като уравнение за перфектно състояние на газа или все пак общо газово уравнение, създаден от парижкия учен Беноа Пол Емил Клапейрон (1799-1864), е показан по-долу:
за. V = n. А. T
като това:
p = налягане на газа;
V = обем на газа;
n = количество вещество в газа (в молове);
T = температура на газа, измерена по скалата на Келвин;
R = универсална константа на съвършените газове.
Но как стигнахте до това уравнение?
добре в текста Общо газово уравнение, е показано, че когато фиксирана маса на газ претърпи трансформация в трите си основни величини, които са налягане, обем и температура, връзката по-долу остава постоянна:
заначален. Vначален = заФинал. VФинал
Tначален TФинал
или
за. V = константа
T
Тази константа обаче е пропорционална на количеството материя в газа, така че имаме:
за. V = n .константа
T
Предавайки температурата на другия член, имаме:
за. V = n. постоянен. T
Това е уравнението на състоянието за перфектни газове, предложено от Clapeyron.
Италианският химик Амедео Авогадро (1776-1856) доказва това
равни обеми на всякакви газове, които са при една и съща температура и условия на налягане, имат същия брой молекули. Поради това, 1 мол на всеки газ винаги има едно и също количество молекули, което е 6,0. 1023 (номер на Авогадро). Това означава, че 1 мол на всеки газ също винаги заема един и същ обем, който в нормалните условия на температура и налягане (CNTP), в които налягането е равно на 1 атм и температурата е 273 K (0°C), е равен на 22,4 л.С тези данни в ръка можем да разберем стойността на константата в уравнението по-горе:
за. V = n. постоянен. T
константа = за. V
н. T
константа = 1 атм. 22,4 л
1 mol 273 хил
константа = 0,082 атм. Л. мол-1. К-1
По този начин тази стойност беше определена като универсална газова константа и също така започна да се символизира от буквата Р.
При различни условия имаме:
R = PV = 760 mmHg. 22,4 л = 62,3 mmHg. L/mol. К
nT 1 mol. 273,15 хил
R = PV = 760 mmHg. 22 400 мл = 62 300 mmHg. mL/mol. К
nT 1 mol. 273,15 хил
R = PV = 101 325 Pa. 0,0224 m3 = 8,309 Pa.m3/mol. К
nT 1 mol. 273,15 хил
R = PV = 100 000 Pa. 0,02271 m3 = 8,314 Pa.m3/mol. К
nT 1 mol. 273,15 хил
След това можем да решим проблеми, включващи газове при идеални условия, използвайки уравнението на Клапейрон, както е валидно за всякакъв тип ситуации. Важно е обаче да се подчертае, че трябва да се обърне специално внимание на единиците, които се използват за прилагане на правилната стойност на универсалната газова константа, R.
Освен това, тъй като количеството материя може да се определи по формулата:
n = паста → n = м
моларна маса М
можем да заменим "n" в уравнението на Клапейрон и да получим ново уравнение, което може да се използва в случаите, когато стойността на броя на моловете газ не е предоставена директно:
за. V = м . А. TМ
От Дженифър Фогаса
Завършил химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm
