THE clapeyronova rovnica, taktiež známy ako dokonalá rovnica stavu plynu alebo ešte všeobecná rovnica plynu, ktorý vytvoril parížsky vedec Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864), je uvedený nižšie:
pre. V = n. A. T
Tým, že:
p = tlak plynu;
V = objem plynu;
n = množstvo látky v plyne (v móloch);
T = teplota plynu, meraná na Kelvinovej stupnici;
R = univerzálna konštanta dokonalých plynov.
Ale ako ste dospeli k tejto rovnici?
dobre v texte Všeobecná rovnica plynu, ukazuje sa, že keď sa pevná hmotnosť plynu premieňa na tri základné veličiny, ktorými sú tlak, objem a teplota, nižšie uvedený vzťah zostáva konštantný:
prepočiatočné. Vpočiatočné = preFinálny. VFinálny
Tpočiatočné TFinálny
alebo
pre. V = konštantný
T
Táto konštanta je však úmerná množstvu hmoty v plyne, takže máme:
pre. V = n .konštantný
T
Odovzdaním teploty druhému členu máme:
pre. V = n. konštantný. T
Toto je stavová rovnica pre dokonalé plyny navrhnutá Clapeyronom.
Taliansky chemik Amedeo Avogadro (1776-1856) to dokázal rovnaké objemy všetkých plynov, ktoré sú za rovnakých teplotných a tlakových podmienok, majú rovnaký počet molekúl. teda 1 mol akéhokoľvek plynu má vždy rovnaké množstvo molekúl, čo je 6,0. 1023 (číslo Avogadro). To znamená, že 1 mol akéhokoľvek plynu tiež vždy zaberá rovnaký objem, ktorý sa v normálnych podmienkach teploty a tlaku (CNTP), v ktorých sa tlak rovná 1 atm a teplota 273 K (0 °C), rovná 22,4 l.
S týmito údajmi v ruke môžeme zistiť hodnotu konštanty vo vyššie uvedenej rovnici:
pre. V = n. konštantný. T
konštantný = pre. V
n. T
konštantný = 1 atm. 22,4 l
1 mol. 273 tis
konštantný = 0,082 atm. L. mol-1. K-1
Táto hodnota bola teda definovaná ako univerzálna plynová konštanta a tiež to začalo byť symbolizované písmenom R.
Za rôznych podmienok máme:
R = PV = 760 mmHg. 22,4 l = 62,3 mmHg. L/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tis
R = PV = 760 mmHg. 22 400 ml = 62 300 mmHg. ml/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tis
R = PV = 101 325 Pa. 0,0224 m3 = 8 309 Pa.m3/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tis
R = PV = 100 000 Pa. 0,02271 m3 = 8 314 Pa.m3/mol. K
nT 1 mol. 273,15 tis
Potom môžeme vyriešiť problémy týkajúce sa plynov za ideálnych podmienok pomocou Clapeyronovej rovnice, ako to platí pre akýkoľvek typ situácie. Je však dôležité zdôrazniť, že je potrebné venovať zvýšenú pozornosť jednotkám, ktoré sa používajú na aplikáciu správnej hodnoty univerzálnej plynovej konštanty R.
Navyše, keďže množstvo hmoty možno určiť podľa vzorca:
n = cestoviny → n = m
molárna hmotnosť M
môžeme nahradiť „n“ v Clapeyronovej rovnici a získať novú rovnicu, ktorá sa dá použiť v prípadoch, keď nie je priamo uvedená hodnota počtu mólov plynu:
pre. V = m . A. TM
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm
