بحث عن قوانين الغازات في الكيمياء

تعلم قوانين الغاز

تم وضع قوانين الغاز في الغلاف الجوي في القرن السابع عشر ، في جو حار ، في جو حار بالرقم V ، والضغط P ، ودرجة الحرارة وثابت الغاز R ، وإذا تحدثنا عن مشاكل الغاز ، فإن قوانين الغاز تتكون من أربعة أساسية القوانين: قانون تشارلز وقانون جاي لوساك وقانون بويل وقانون أفوجادرو.

قانون الغاز بويل

سُمي قانون بويل على اسم روبرت بويل ، الذي ذكره لأول مرة في عام 1662 بعد الميلاد. تعطي الصيغة المعالج p¹v¹ = p²v²تخلق المساحة الفارغة للبروتوكولات ، ونسخها في غلاف خارجي ، وملء حجم الحاوية بجزيئات الصمغ ، غريزة للغموض مع تزايد الضغط.[1]

جاك تشارلز لو

القانون معطى بالمعادلة v¹ / t¹ = v² / t²وهذا القانون ينص على أن حجم ودرجة حرارة الغاز لهما علاقة مباشرة ، وهذا يوضح الحجم ، وأن الضغط ثابت ، مما يؤدي إلى زيادة الطاقة ، يتسبب في تمدد الغاز ، مما يؤدي إلى زيادة في حجم الوعاء عند تسخين الغاز.[1]

قانون جاي لوساك

ينص قانون جاي-لوساك على أنه بالنسبة لكتلة معينة من الغاز ، فإن درجة الحرارة تتناسب طرديًا مع درجة حرارة كلفن عندما يظل الحجم ثابتًا ، ويتم التعبير عن قانون جاي لوساك على أنه المعادلة P¹ / T¹ = P²T² ، تعامل مع مقبض الهيكل بدقة كلفن.[1]

قانون أفوجادرو

أو ما يسمى برقم أفوجادرو ، القانون معطى بالصيغة p¹ / n¹ = p² / n²التي يعود تاريخها إلى عام 1811 م عندما طرح العالم الإيطالي أميديو أفوجادرو فكرة أن الأحجام المتساوية من الغاز عند نفس درجة الحرارة والضغط سيكون لها نفس عدد الجسيمات ، بغض النظر عن طبيعتها الكيميائية وخصائصها الفيزيائية.[1]

درجة الحرارة والضغط القياسيان

درجة الحرارة والضغط القياسيان ودرجة الحرارة القياسية والضغط STP ، درجة الحرارة القياسية هذه نقطة تجمد الماء – 32 درجة فهرنهايت ، والتي تقابل 0 درجة مئوية أو 273.15 كلفن. الضغط القياسي 760 مم زئبق ، وهو معيار الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر.[2]

ثابت الغاز المثالي

والذي ينص على أن الطاقة الحركية لكل وحدة درجة حرارة للغاز هي قيمة ثابتة ، تسمى أحيانًا ثابت رينود ، وتتغير قيمة R عند التعامل مع وحدة الضغط والحجم ، ودرجة الحرارة تعني درجة الحرارة. عندما تستخدم المعادلة الثابتة ، تبدأ في استخدام معادلة النموذج[2]

• هذا اختصار لوحدة الضغط الجوي: 0.08206 ليتر atm mol-1 K-1.
• Torr وهى وحدة ضغط Torr: 62.364 لتر Torr-mol-1 K-1
• Pa اختصار لوحدة الضغط باسكال: 8.3145 م 3 باسكال مول -1 K-1
• J هو اختصار لوحدة الضغط بالجول: 8.3145 J mol-1 K-1 *

قانون الغاز المثالي

بينما تتحد قوانين أفوجادرو وثابت الغاز المثالي وقوانين بويل وتشارلز لوصف الغاز المثالي النظري ، فإن جميع تصادمات الجسيمات تكون على مسافة متساوية وقريبة من وصف سلوك معظم الغازات ، ولكن هناك انحرافات رياضية صغيرة جدًا بسبب وجود جزيئات صغيرة. الحجم. الجسيمات. ومع ذلك ، فإن القوانين الناتجة عن الغازات الحقيقية في الغازات الحقيقية تحول هذه القوانين إلى قانون تكافؤ. PV = nRTباستخدام هذا القانون ، يمكن للمرء أن يجد قيمة أي من المتغيرات الأخرى مثل الضغط والحجم ودرجة الحرارة وما إلى ذلك.[2]

قانون الغاز العام

والذي يُعرف أيضًا باسم قانون الغازات المجمع لأنه يجمع بين ثلاثة قوانين أساسية ، وهي قوانين بويل وجادرو وتشارلز ، ويتم التعبير عنها بالمعادلة التالية P¹V¹ / T¹ = P²V² / T²وتنص معادلة الغاز العامة على أنه ، بالنظر إلى الكتلة الثابتة للغاز في ظل الظروف ، يجب إنشاء HTP حيث يتم تحديد العلاقة بين الغاز والحجم ودرجة الحرارة لكمية معينة من الغاز.[3]

أمثلة على قوانين الغازات

احصل على حل لمشاكلي[3]

• المثال الأول: احسب الحجم الذي تشغله 2.5 مول من غاز مثالي عند درجة حرارة -23 درجة مئوية وضغط 4.0 ضغط جوي ، ثابت الغاز المثالي R هو 0.0821 لتر / كيلو مول.
  • لحساب الحجم الخامس ، استخدم قانون الغاز المثالي PV = nRT.
  • وفقًا للحسابات ، P = 4.0 ، n = 2.5 مول ، T = 23 + 273 = 250.
  • بما أن PV = nRT ، يتم العثور على V من خلال صيغتها المشتقة ، والتي تساوي V = nRTP.
  • عند تبديل البيانات بأرقام معينة ، لدينا V = nRTP = 2.5 x 0.0821 x 2504 = 12.8 dm3.
  • يمكن أيضًا قياس الضغط بوحدات أخرى ، مثل 760 مم زئبق. فن. \ u003d 1 atm = 101325 نيوتن.

• المثال الثاني: إذا كان قياسها 1 ميكرون وحجمها 2 لتر وخضعت 3.5 لتر ، احسب الضغط الجديد؟
  • ببساطة ، يمكننا إخراج الحرارة من المعادلة وتطبيق قانون بويل ، الذي يقول p¹v¹ = p²v².
  • .
  • باستبدال القيم في المعادلة ، تصبح العملية P² = 1 atm x 2 L / 3.5 L.
  • النتيجة P² = 0.6 ضغط جوي.

• المثال الثالث: يتم احتواء 6.2 لتر من الغاز المثالي عند 3.0 ضغط جوي و 37 درجة مئوية ، ما عدد مولات الغاز هذه؟
  • أرسل جزءًا من الغلاف الجوي ، أو المحيط ، أو المحيط ، أو المحيط ، أو المحيط ، أو المحيط ، أو المحيط الخارجي.
  • يمكنك تحويل درجة الحرارة من درجات مئوية إلى كلفن باستخدام المعادلة: T = ° C + 273.
  • بالتعويض ، نحصل على T = 37 + 273 = 310.
  • هنا يمكننا تقدير القيم والقيم في المعادلة للحصول على عدد المولات ، وفقًا لمعادلة الغاز المثالية الشرقية PV = nRT ، والنسبة التي لدينا هي n = PV / RT.
  • الاستبدال في ، n = (3.0 atm x 6.2 L) / (0.08206 L atm / mol K x 310 K
  • النتيجة ن = 0.75 مول

أنواع الغاز

هناك أنواع مختلفة من الغازات.[4]

• الغازات الأولية: هذه هي تلك الموجودة في شكل غازات طبيعية عند درجة حرارة وضغط معينين ، مثل الهيدروجين والنيتروجين والأكسجين وغيرها ، والغازات النبيلة ، مثل الهيليوم والنيون وغيرها.
• الغازات النقية والمختلطة: تأخذ الغازات النقية أشكالًا تتكون من ذرات مثل النيون الفردي ، أو يمكن أن تتكون من غازات ذرية أو غازات نبيلة ، من ناحية أخرى ، تتكون الغازات المختلطة من نوعين أو أكثر من الغازات النقية.
• الغازات السامة: يمكن أن تسبب الغازات ، إذا تم استنشاقها أو تعرضها للأشخاص الذين تعرضوا لها ، الأذى أو حتى الموت.

خصائص الغازات

في علم الفيزياء ، كانت الغازات لغزا للعلماء الأوائل أنها ظهرت في فراغ وظهر فقط وهي كالتالي:[4]

• كثافة: الطلاء في الفضاء الموجود في المجففات.
• الاستمارة: ليس للغازات شكل أو حجم محدد ، فالحركة العشوائية لجزيئات الغاز تسمح لها بالتمدد أو الانقباض لتناسب حجم الوعاء الذي توجد فيه.
• الانضغاطية والتوسع: يمكن أن تكون قابلة للانضغاط لأن جزيئاتها يمكن أن تكون متباعدة ، ويُسمح لها بتجديد نفسها لتتناسب مع فجوات المسافة بينها ، وأن الغازات قابلة للضغط ، كما أنها قابلة للتوسيع ، حيث يتم اعتبارها في جزيئات الغاز على شكل أي شيء يتم وضعه بداخلها ، وتملأ حجم الحاوية.
• نشر: العبارة الشائعة في الفجوة ، والصورة تشير إلى الجملة.
• الضغط: تكون جزيئات الغاز في حركة ثابتة ، وكمية الحرارة لكل وحدة مساحة من السطح الداخلي لأوعيتها ، ويختلف الضغط اعتمادًا على كمية الغاز المحصورة في ملف بحجم ودرجة حرارة وضغط معينين.

كيفية قياس ضغط الغاز

مستشعرات أخرى:[4]

• مقياس الضغط اللاسائلي: مقياس ضغط تمت معايرته لقياس الضغط بين حوالي 950 و 1070 ملي بار.
• مقياس U: هذا جهاز على شكل حرف U لقياس الغاز ، وغالبًا ما يحتوي على الماء أو الزئبق.
• مقياس الفراغ: إنه مشابه لمقياس الضغط اللاسائلي ويقيس الضغط من 1000 ملي بار إلى حوالي 50 ملي بار.
• مقياس McCloud: يعزل ميزان McCloud عينة غاز ويضغطها في مقياس ضغط زئبقي معدل حتى يصبح الضغط على ظهرها مليبار ، ومداها المفيد هو 1 نبار إلى 100 نبار.

بحثا عن الضوء والكميات