기체 상태 방정식(Clapeyron 방정식)

NS 클라페론 방정식, 또한 ~으로 알려진 완전 기체 상태 방정식 또는 아직 일반 기체 방정식, 파리 과학자 Benoit Paul Emile Clapeyron(1799-1864)이 만든 은 다음과 같습니다.

을위한. V = n. NS. NS

그렇게 되기:

p = 가스 압력;

V = 기체 부피;

n = 기체에 있는 물질의 양(몰);

T = 켈빈 척도로 측정한 가스 온도;

R = 완전 기체의 보편적 상수.

그러나 어떻게 이 방정식에 도달했습니까?

글에 잘 일반 기체 방정식, 기체의 고정 질량이 압력, 부피 및 온도의 세 가지 기본 양으로 변환될 때 아래 관계는 일정하게 유지됨을 보여줍니다.

~을위한_초기의. V_초기의 = ~을위한_결정적인. V_결정적인
NS_초기의NS_결정적인

또는

을위한. V = 상수
NS

그러나 이 상수는 기체에 있는 물질의 양에 비례하므로 다음을 얻습니다.

을위한. V = n .상수
NS

다른 구성원에게 온도를 전달하면 다음이 수행됩니다.

을위한. V = n. 일정한. NS

이것은 Clapeyron이 제안한 완전 기체 상태 방정식입니다.

이탈리아 화학자 Amedeo Avogadro(1776-1856) 동일한 온도 및 압력 조건에서 동일한 부피의 모든 기체는 동일한 수의 분자를 갖습니다. 따라서, 1몰 모든 기체는 항상 같은 양의 분자를 가지고 있습니다. 6,0. 10²³ (아보가드로의 수). 이것은 의미합니다 1몰 어떤 기체의 기체도 항상 동일한 부피를 차지하며, 압력이 1기압이고 온도가 273K(0°C)인 정상 온도 및 압력 조건(CNTP)에서 다음과 같습니다. 22.4L.

이 데이터를 가지고 위의 방정식에서 상수 값을 알아낼 수 있습니다.

을위한. V = n. 일정한. NS
상수 = 을위한. V
N. NS

상수 = 1기압 22.4리터
1몰 273K

상수 = 0.082 기압 엘. 몰^-1. 케이^-1

따라서 이 값은 다음과 같이 정의되었습니다. 보편적인 기체 상수 그리고 그것은 또한 문자로 상징되게 되었습니다. NS.

다양한 조건에서 다음을 수행합니다.

R = PV = 760mmHg. 22.4리터 = 62.3mmHg. L/몰. 케이
nT 1 몰. 273.15K

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R = PV = 760mmHg. 22 400ml = 62 300mmHg. ㎖/몰. 케이
nT 1 몰. 273.15K

R = PV = 101 325 Pa. 0.0224 m³ = 오후 8,309시³/mol. 케이
nT 1 몰. 273.15K

R = PV = 100,000 Pa. 0.02271 m³ = 오후 8,314시³/mol. 케이
nT 1 몰. 273.15K

그런 다음 모든 유형의 상황에 적용되는 Clapeyron 방정식을 사용하여 이상적인 조건에서 기체와 관련된 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 보편적인 기체 상수 R의 정확한 값을 적용하는 데 사용되는 단위에 주의를 기울여야 한다는 점을 강조하는 것이 중요합니다.