Једначина стања за гасове (Клапејронова једначина)

ТХЕ клапејронова једначина, такође познат као једначина савршеног гасног стања или ипак општа гасна једначина, који је креирао париски научник Беноа Паул Емиле Цлапеирон (1799-1864), приказан је у наставку:

за. В = н. А. Т

Будући да:

п = притисак гаса;

В = запремина гаса;

н = количина материје у гасу (у моловима);

Т = температура гаса, мерена на келвинској скали;

Р = универзална константа савршених гасова.

Али како сте дошли до ове једначине?

добро у тексту Општа гасна једначина, показује се да када се фиксна маса гаса подвргне трансформацији у своје три основне величине, а то су притисак, запремина и температура, однос испод остаје константан:

за_{почетни}. В_{почетни} = за_{Коначни}. В_{Коначни}
Т_{почетни} Т_{Коначни}

или

за. В = константа
Т

Ова константа је, међутим, пропорционална количини материје у гасу, тако да имамо:

за. В = н .константа
Т

Преносећи температуру другом члану, имамо:

за. В = н. константан. Т

Ово је једначина стања савршених гасова коју је предложио Клапејрон.

Италијански хемичар Амедео Авогадро (1776-1856) је то доказао

једнаке запремине свих гасова, који се налазе на истој температури и условима притиска, имају исти број молекула. Тако, 1 мол било ког гаса има увек исту количину молекула, што је 6,0. 10²³ (број Авогадро). То значи да 1 мол било ког гаса такође увек заузима исту запремину, која је у нормалним условима температуре и притиска (ЦНТП), у којима је притисак једнак 1 атм, а температура 273 К (0°Ц), једнака 22.4Л.

Са овим подацима у руци, можемо схватити вредност константе у горњој једначини:

за. В = н. константан. Т
константа = за. В
н. Т

константа = 1 атм. 22,4 Л
1 мол. 273К

константа = 0,082 атм. Л. мол^-1. К^-1

Дакле, ова вредност је дефинисана као универзална гасна константа а такође је постало симболизовано писмом Р.

Под различитим условима имамо:

Р = ПВ = 760 ммХг. 22,4 Л = 62,3 ммХг. Л/мол. К
нТ 1 мол. 273.15К

Р = ПВ = 760 ммХг. 22 400 мл = 62 300 ммХг. мЛ/мол. К
нТ 1 мол. 273.15К

Р = ПВ = 101 325 Па. 0,0224 м³ = 8,309 Па.м³/mol. К
нТ 1 мол. 273.15К

Р = ПВ = 100,000 Па. 0,02271 м³ = 8,314 Па.м³/mol. К
нТ 1 мол. 273.15К

Тада можемо да решимо проблеме који укључују гасове под идеалним условима користећи Клапејронову једначину, како она важи за било коју врсту ситуације. Међутим, важно је нагласити да треба обратити посебну пажњу на јединице које се користе за примену тачне вредности за универзалну гасну константу, Р.

Штавише, пошто се количина материје може одредити формулом:

н = тестенина → н = м
моларна маса М

можемо да заменимо „н“ у Клапејронову једначину и добијемо нову једначину која се може користити у случајевима када вредност броја молова гаса није директно дата:

за. В = м . А. ТМ

Аутор: Јеннифер Фогаца
Дипломирао хемију

Извор: Бразил школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm