Уравнение состояния газов (уравнение Клапейрона)

В уравнение клапейрона, также известный как уравнение состояния идеального газа или еще общее уравнение газа, созданный парижским ученым Бенуа Полем Эмилем Клапейроном (1799-1864), показан ниже:

для. V = п. А. Т

Быть тем:

p = давление газа;

V = объем газа;

n = количество вещества в газе (в молях);

T = температура газа, измеренная по шкале Кельвина;

R = универсальная постоянная идеальных газов.

Но как вы пришли к этому уравнению?

хорошо в тексте Общее уравнение газа, показано, что когда фиксированная масса газа превращается в три его фундаментальные величины, которыми являются давление, объем и температура, соотношение, указанное ниже, остается постоянным:

для_{исходный}. V_{исходный} = для_Финал. V_Финал
Т_{исходный} Т_Финал

или

для. V = константа
Т

Эта константа, однако, пропорциональна количеству вещества в газе, поэтому мы имеем:

для. V = п. постоянная
Т

Передав температуру другому члену, мы имеем:

для. V = п. постоянный. Т

Это уравнение состояния идеальных газов, предложенное Клапейроном.

Итальянский химик Амедео Авогадро (1776-1856) доказал, что

равные объемы любых газов, находящихся при одинаковых условиях температуры и давления, имеют одинаковое количество молекул. Таким образом, 1 моль любого газа всегда имеет одинаковое количество молекул, которое 6,0. 10²³ (номер Авогадро). Это означает, что 1 моль любого газа также всегда занимает один и тот же объем, который в нормальных условиях температуры и давления (CNTP), в которых давление равно 1 атм, а температура 273 K (0 ° C), равен 22,4 л.

Имея эти данные в руках, мы можем вычислить значение константы в приведенном выше уравнении:

для. V = п. постоянный. Т
постоянная = для. V
п. Т

постоянная = 1 атм. 22,4 л
1 мол. 273 тыс.

постоянная = 0,082 атм. Л. моль^-1. K^-1

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

Таким образом, это значение было определено как универсальная газовая постоянная и это также стало символом буквы р.

В разных условиях имеем:

R = PV = 760 мм рт. 22,4 л = 62,3 мм рт. Л / моль. K
нТл 1 мол. 273,15 тыс.

R = PV = 760 мм рт. 22 400 мл = 62 300 мм рт. мл / моль. K
нТл 1 мол. 273,15 тыс.

R = PV = 101325 Па 0,0224 м³ = 8,309 Па.м³/mol. K
нТл 1 мол. 273,15 тыс.

R = PV = 100000 Па. 0,02271 м³ = 8,314 Па.м³/mol. K
нТл 1 мол. 273,15 тыс.

Затем мы можем решить проблемы, связанные с газами в идеальных условиях, используя уравнение Клапейрона, которое справедливо для любого типа ситуаций. Однако важно подчеркнуть, что особое внимание следует уделять единицам, которые используются для применения правильного значения универсальной газовой постоянной R.

Кроме того, поскольку количество вещества можно определить по формуле:

п = макаронные изделия → п = м
молярная масса M

мы можем подставить «n» в уравнение Клапейрона и получить новое уравнение, которое можно использовать в тех случаях, когда значение количества молей газа не предоставляется напрямую:

для. V = м . А. ТM

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Хотели бы вы ссылаться на этот текст в учебе или учебе? Смотреть:

FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. «Уравнение состояния газов (уравнение Клапейрона)»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm. Доступ 27 июля 2021 г.

Газы

Что такое газы, каковы свойства газов, молекулярные соединения, сжимаемость, фиксированный объем, кинетическая энергия средняя, ​​абсолютная температура газа, идеальный газ, реальные газы, идеальный газ, переменные состояния газа, объем газа, времена года