Рівняння стану для газів (рівняння Клапейрона)

THE рівняння Клапейрона, також відомий як рівняння ідеального стану газу або все ж загальне газове рівняння, створений паризьким ученим Бенуа Полем Емілем Клапейроном (1799-1864), показано нижче:

для. V = n. А. Т

Будучи таким:

p = тиск газу;

V = об'єм газу;

n = кількість речовини в газі (у молях);

T = температура газу, виміряна за шкалою Кельвіна;

R = універсальна константа досконалих газів.

Але як ви прийшли до цього рівняння?

добре в тексті Загальне газове рівняння, показано, що коли фіксована маса газу зазнає перетворення в три основні величини, які є тиском, об’ємом і температурою, співвідношення, наведене нижче, залишається незмінним:

для_{початковий}. В_{початковий} = для_{Заключний}. В_{Заключний}
Т_{початковий} Т_{Заключний}

або

для. В = постійний
Т

Однак ця константа пропорційна кількості речовини в газі, тому маємо:

для. В = n .постійна
Т

Передаючи температуру іншому члену, маємо:

для. V = n. постійний. Т

Це рівняння стану ідеальних газів, запропоноване Клапейроном.

Це довів італійський хімік Амедео Авогадро (1776-1856).

рівні об’єми будь-яких газів, які знаходяться при однакових умовах температури і тиску, мають однакову кількість молекул. таким чином, 1 кріт будь-який газ завжди має однакову кількість молекул, що є 6,0. 10²³ (кількість Авогадро). Це означає що 1 кріт будь-якого газу також завжди займає той самий об’єм, який у нормальних умовах температури і тиску (CNTP), в яких тиск дорівнює 1 атм, а температура 273 К (0°C), дорівнює 22,4 л.

Маючи на руках ці дані, ми можемо з’ясувати значення константи в рівнянні вище:

для. V = n. постійний. Т
постійна = для. В
п. Т

постійна = 1 атм. 22,4 л
1 мол. 273 тис

постійна = 0,082 атм. Л. мол^-1. К^-1

Не зупиняйся зараз... Після реклами ще більше ;)

Таким чином, це значення було визначено як універсальна газова постійна і його також стало символізувати літера Р.

За різних умов ми маємо:

R = PV = 760 мм рт.ст. 22,4 л = 62,3 мм рт.ст. л/моль. К
нТ 1 моль. 273,15 тис

R = PV = 760 мм рт.ст. 22 400 мл = 62 300 мм рт.ст. мл/моль К
нТ 1 моль. 273,15 тис

R = PV = 101 325 Па. 0,0224 м³ = 8309 Па.м³/mol. К
нТ 1 моль. 273,15 тис

R = PV = 100 000 Па. 0,02271 м³ = 8314 Па.м³/mol. К
нТ 1 моль. 273,15 тис

Потім ми можемо розв’язувати задачі, пов’язані з газами в ідеальних умовах, використовуючи рівняння Клапейрона, оскільки воно справедливе для будь-якої ситуації. Однак важливо підкреслити, що особливу увагу слід приділяти одиницям, які використовуються для застосування правильного значення універсальної газової постійної R.

Крім того, оскільки кількість речовини можна визначити за формулою:

n = макарони → n = м
молярна маса М

ми можемо підставити «n» у рівняння Клапейрона і отримати нове рівняння, яке можна використовувати у випадках, коли значення кількості молів газу прямо не вказано:

для. V = м . А. ТМ

Автор: Дженніфер Фогаса
Закінчив хімію

Чи хотіли б ви посилатися на цей текст у шкільній чи академічній роботі? Подивіться:

ФОГАЧА, Дженніфер Роша Варгас. «Рівняння стану для газів (Рівняння Клапейрона)»; Бразильська школа. Доступний у: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm. Доступ 27 липня 2021 року.

Гази

Що таке гази, які властивості газів, молекулярні сполуки, стисливість, фіксований об’єм, кінетична енергія середня, абсолютна температура газу, ідеальний газ, реальні гази, ідеальний газ, змінні стану газу, об’єм газу, пори року