THE clapeyroni võrrand, tuntud ka kui täiuslik gaasi oleku võrrand või siiski gaasi üldvõrrand, mille on loonud Pariisi teadlane Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864), on näidatud allpool:
jaoks. V = n. A. T
Olles see:
p = gaasirõhk;
V = gaasi maht;
n = aine hulk gaasis (moolides);
T = gaasi temperatuur, mõõdetuna Kelvini skaalal;
R = täiuslike gaaside universaalne konstant.
Aga kuidas sa selle võrrandini jõudsid?
hästi tekstis Gaasi üldvõrrand, on näidatud, et kui gaasi fikseeritud mass muutub kolmeks põhisuuruseks, milleks on rõhk, maht ja temperatuur, jääb allolev seos konstantseks:
jaoksesialgne. Vesialgne = jaoksLõplik. VLõplik
Tesialgne TLõplik
või
jaoks. V = konstantne
T
See konstant on aga võrdeline aine kogusega gaasis, seega on meil:
jaoks. V = n .konstant
T
Andes temperatuuri teisele liikmele, saame:
jaoks. V = n. konstantne. T
See on Clapeyroni pakutud täiuslike gaaside olekuvõrrand.
Itaalia keemik Amedeo Avogadro (1776-1856) tõestas seda võrdsetes kogustes mis tahes gaasidel, mis on samadel temperatuuri- ja rõhutingimustel, on sama arv molekule. Seega
1 mutt mis tahes gaasil on alati sama hulk molekule, mis on 6,0. 1023 (Avogadro arv). See tähendab, et 1 mutt mis tahes gaasi ruumala on alati sama, mis normaalsetes temperatuuri- ja rõhutingimustes (CNTP), kus rõhk on 1 atm ja temperatuur 273 K (0 °C), on võrdne 22,4L.Nende andmetega saame aru saada ülaltoodud võrrandi konstandi väärtusest:
jaoks. V = n. konstantne. T
konstant = jaoks. V
n. T
konstant = 1 atm. 22,4 l
1 mol. 273 tuhat
konstant = 0,082 atm. L. mol-1. K-1
Seega määratleti see väärtus kui universaalne gaasikonstant ja seda hakati sümboliseerima ka tähega R.
Erinevatel tingimustel on meil:
R = PV = 760 mmHg. 22,4 l = 62,3 mmHg. L/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tuhat
R = PV = 760 mmHg. 22 400 ml = 62 300 mmHg. ml/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tuhat
R = PV = 101 325 Pa. 0,0224 m3 = 8 309 pm3/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tuhat
R = PV = 100 000 Pa. 0,02271 m3 = 8 314 pm3/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tuhat
Seejärel saame ideaaltingimustes lahendada gaasidega seotud probleeme, kasutades Clapeyroni võrrandit, nagu see kehtib igat tüüpi olukordade puhul. Siiski on oluline rõhutada, et hoolikat tähelepanu tuleks pöörata ühikutele, mida kasutatakse universaalse gaasikonstandi R õige väärtuse rakendamiseks.
Lisaks, kuna aine kogust saab määrata valemiga:
n = pasta → n = m
molaarmass M
saame Clapeyroni võrrandis asendada n-ga ja saada uue võrrandi, mida saab kasutada juhtudel, kui gaasi moolide arvu väärtust pole otseselt esitatud:
jaoks. V = m . A. TM
Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia eriala
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm
