Równanie stanu dla gazów (równanie Clapeyrona)

TEN równanie Clapeyrona, znany również jako doskonałe równanie stanu gazu lub jeszcze ogólne równanie gazu, stworzony przez paryskiego naukowca Benoita Paula Emile Clapeyrona (1799-1864), pokazano poniżej:

dla. V = n. A. T

Będąc tym:

p = ciśnienie gazu;

V = objętość gazu;

n = ilość materii w gazie (w molach);

T = temperatura gazu mierzona w skali Kelvina;

R = uniwersalna stała gazów doskonałych.

Ale jak doszedłeś do tego równania?

dobrze w tekście Ogólne równanie gazu, pokazano, że gdy ustalona masa gazu ulega przemianie w trzy podstawowe wielkości, którymi są ciśnienie, objętość i temperatura, poniższa zależność pozostaje stała:

dla_Inicjał. V_Inicjał = dla_Finał. V_Finał
T_Inicjał T_Finał

lub

dla. V = stała
T

Ta stała jest jednak proporcjonalna do ilości materii w gazie, więc mamy:

dla. V = n .stała
T

Przekazując temperaturę drugiemu członkowi mamy:

dla. V = n. stały. T

Jest to równanie stanu dla gazów doskonałych zaproponowane przez Clapeyrona.

Udowodnił to włoski chemik Amedeo Avogadro (1776-1856) równe objętości dowolnych gazów, które są w tych samych warunkach temperatury i ciśnienia, mają tę samą liczbę cząsteczek. Zatem,

1 kret dowolnego gazu ma zawsze taką samą ilość cząsteczek, czyli 6,0. 10²³ (liczba Avogadro). To znaczy że 1 kret dowolnego gazu również zawsze zajmuje taką samą objętość, która w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia (CNTP), w których ciśnienie wynosi 1 atm, a temperatura 273 K (0°C), jest równa 22,4L.

Mając te dane, możemy obliczyć wartość stałej w powyższym równaniu:

dla. V = n. stały. T
stała = dla. V
n. T

stała = 1 atm. 22,4 litra
1 mol. 273K

stała = 0,082 atm. L. molo^-1. K^-1

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Tak więc wartość ta została zdefiniowana jako uniwersalna stała gazowa a także zaczął być symbolizowany przez literę r.

W różnych warunkach mamy:

R = PV = 760 mmHg. 22,4 litra = 62,3 mmHg. l/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tys

R = PV = 760 mmHg. 22 400 ml = 62 300 mmHg. ml/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tys

R = PV = 101 325 Pa. 0,0224 m²³ = 8309 pa.m³/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tys

R = PV = 100 000 Pa. 0,02271 m²³ = 8314 Pa.m³/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tys

Możemy wtedy rozwiązywać problemy dotyczące gazów w idealnych warunkach, korzystając z równania Clapeyrona, które obowiązuje w każdej sytuacji. Należy jednak podkreślić, że należy zwrócić szczególną uwagę na jednostki używane do zastosowania prawidłowej wartości uniwersalnej stałej gazowej R.

Ponadto, ponieważ ilość materii można określić wzorem:

n = makaron → n = m
masa molowa M

możemy podstawić „n” w równaniu Clapeyrona i uzyskać nowe równanie, które można wykorzystać w przypadkach, gdy wartość liczby moli gazu nie jest bezpośrednio podana:

dla. V = m . A. Tm

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Wyglądać:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Równanie stanu dla gazów (równanie Clapeyrona)”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm. Dostęp 27 lipca 2021 r.

Gazy

Czym są gazy, jakie są właściwości gazów, związków cząsteczkowych, ściśliwości, stałej objętości, energii kinetycznej średnia, temperatura bezwzględna gazu, gaz doskonały, gazy rzeczywiste, gaz doskonały, zmienne stanu gazu, objętość gazu, pory roku