Gazlar için Hal Denklemi (Clapeyron Denklemi)

NS clapeyron denklemi, Ayrıca şöyle bilinir mükemmel gaz hali denklemi ya da henüz genel gaz denklemiParisli bilim adamı Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864) tarafından yaratılan, aşağıda gösterilmiştir:

için. V = n. A. T

Olmak:

p = gaz basıncı;

V = gaz hacmi;

n = gazdaki madde miktarı (mol olarak);

T = Kelvin ölçeğinde ölçülen gaz sıcaklığı;

R = mükemmel gazların evrensel sabiti.

Ama bu denkleme nasıl ulaştınız?

metinde iyi Genel gaz denklemi, Sabit bir gaz kütlesi, basınç, hacim ve sıcaklık olmak üzere üç temel niceliğine dönüştüğünde, aşağıdaki ilişkinin sabit kaldığı gösterilmiştir:

için_ilk. V_ilk = için_son. V_son
T_ilk T_son

veya

için. V = sabit
T

Ancak bu sabit, gazdaki madde miktarıyla orantılıdır, dolayısıyla elimizde:

için. V = n .sabit
T

Sıcaklığı diğer üyeye ileterek, elimizde:

için. V = n. devamlı. T

Bu, Clapeyron tarafından önerilen mükemmel gazlar için durum denklemidir.

İtalyan kimyager Amedeo Avogadro (1776-1856) bunu kanıtladı. Aynı sıcaklık ve basınç koşullarında bulunan gazların eşit hacimleri, aynı sayıda moleküle sahiptir. Böylece,

1 mol Herhangi bir gazın her zaman aynı miktarda molekülü vardır, bu da 6,0. 10²³ (Avogadro sayısı). Bunun anlamı şudur ki 1 mol Herhangi bir gazın hacmi de her zaman aynı hacmi kaplar; bu, basıncın 1 atm ve sıcaklığın 273 K (0°C) olduğu Normal Sıcaklık ve Basınç Koşullarında (CNTP) eşittir. 22.4L.

Eldeki bu verilerle, yukarıdaki denklemdeki sabitin değerini bulabiliriz:

için. V = n. devamlı. T
sabit = için. V
n. T

sabit = 1 atm. 22,4 litre
1 mol. 273K

sabit = 0.082 atm. L. mol^-1. K^-1

Böylece bu değer şu şekilde tanımlanmıştır: Evrensel gaz sabiti ve aynı zamanda mektupla sembolize edilmeye başlandı. r.

Farklı koşullar altında, elimizde:

R = PV = 760 mmHg. 22,4 litre = 62,3 mmHg. L/mol. K
nT 1 mol. 273.15K

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

R = PV = 101 325 Pa 0.0224 m³ = 8.309 Kişi³/mol. K
nT 1 mol. 273.15K

R = PV = 100.000 Pa 0.02271 m³ = 8,314 Pa.m.³/mol. K
nT 1 mol. 273.15K

Daha sonra, herhangi bir durum için geçerli olduğu gibi, Clapeyron denklemini kullanarak ideal koşullar altında gazları içeren problemleri çözebiliriz. Ancak, evrensel gaz sabiti R için doğru değeri uygulamak için kullanılan birimlere dikkat edilmesi gerektiğini vurgulamak önemlidir.

Ayrıca, madde miktarı aşağıdaki formülle belirlenebildiğinden:

n = makarna → n = m
molar kütle M

Clapeyron denkleminde “n”yi değiştirebilir ve gazın mol sayısı değerinin doğrudan sağlanmadığı durumlarda kullanılabilecek yeni bir denklem elde edebiliriz:

için. V = m . A. Tm

Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu

Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm