Pre nego što potražimo značenje izraza "zakon o gasu", potrebno je saznati šta je gas. Gasovi su supstance čije se čestice nasumično kreću u prostoru. Ove tvari karakteriziraju vrlo slabe intermolekularne, interatomske i interionske interakcije. Gasovito stanje se naziva i gasovito, odnosno jedno od četiri, pored tečnog, čvrstog i plazme, agregatna stanja materije. Gasovi imaju svoje zakone. Šta je zakon o gasu?
Definicija
Sa fizičke tačke gledišta, gasni zakoni su zakoni koji objašnjavaju izoprocese koji se dešavaju u idealnom gasu. Zanimljiva je činjenica da u hemiji postoje i određeni obrasci za opisivanje takvih supstanci koje rezoniraju sa zakonima fizike. Međutim, ovi zakoni se primjenjuju na stvarne plinove. Sada je vrijedno razumjeti šta su idealni gas i izoproces. Počnimo.
Idealni plin
Idealni gas je matematički model realnog gasa, koji pretpostavlja da ne postoji interakcija između čestica gasa. Iz ove pretpostavkeproizilazi da su čestice u kontaktu samo sa posudom u kojoj se nalazi supstanca, kao i da je masa čestica ove supstance toliko mala da se može potpuno isključiti iz razmatranja.
Izoprocesi
Da biste odgovorili na pitanje šta je izoproces, morate se obratiti termodinamici (jedna od grana fizike). Za opisivanje stanja gasa (idealnog gasa), glavni parametri su pritisak, temperatura i zapremina.
Dakle, izoprocesi su procesi koji se odvijaju u gasovima, pod uslovom da jedan od ova tri parametra ostane nepromenjen tokom vremena. U izotermnim procesima temperatura se ne mijenja, u izobaričnim procesima pritisak se ne mijenja, a u izohoričnim procesima volumen se ne mijenja.
Mendelejev-Clapeyronova jednadžba
Prije diskusije o plinskim zakonima, potrebno je znati šta je Mendelejev-Klapejronova jednačina i kako se ova jednačina odnosi na gasove i njihove zakone. Da bismo opisali međusobnu ovisnost svih istih indikatora - tlaka, zapremine, temperature, univerzalne plinske konstante i zapremine (molarne) također se dodaju.
Jednačina ima sljedeći oblik: pV=RT.
R - univerzalna plinska konstanta, možete je sami izračunati ili možete koristiti već poznatu vrijednost - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Dakle, molarni volumen je odnos zapremine i količine supstance (u molovima), a količina supstance je odnos mase i molarne mase.
Jednačina se može napisati na sljedeći načinnačin: pV=(m / M)RT.
Koji zakoni gasova postoje u fizici
Kao što je ranije spomenuto, izoprocesi se razmatraju u fizici. Postoje formule za zavisnost tri osnovne veličine (zapremina, pritisak, temperatura) jedna od druge. Zakoni o plinu u fizici:
- Boyle-Mariotteov zakon, primijenjen u slučaju izotermnog procesa: proizvod pritiska i zapremine gasa ostaje nepromenjen tokom vremena. Na osnovu Mendeljejev-Klapejronove jednačine - pV=(m / M)RT=const, ovaj zakon kaže da će rezultat množenja pritiska i zapremine biti konstantan, pod uslovom da temperatura gasa i njegova masa ostanu nepromenjeni.
- Gay-Lussacov zakon, koji se primjenjuje na izobarične procese. U ovom slučaju, omjer volumena i temperature ostaje nepromijenjen: V / T=konst. Gay-Lussacov zakon se može formulirati na sljedeći način: ako tlak i masa plina ostaju nepromijenjeni tokom vremena, tada je količnik zapremine podijeljen s temperaturom konstantna vrijednost.
- Charlesov zakon - za izohorične procese. Odnos pritiska i temperature se ne menja: p / T=konst. U ovom slučaju, odnos pritiska gasa i temperature je konstantan dok pritisak i masa ostaju nepromenjeni.
Zakoni o gasu: hemija
Među ovim zakonima:
- Avogadrov zakon. Formuliše se na sledeći način: jednake zapremine različitih gasova sadrže isti broj molekula, pod uslovom da su ostale jednake (pritisak i temperatura). Iz ovog zakona proizilazi -u normalnim uslovima (normalni uslovi su pritisak od 101,235 kPa i temperatura od 273 K), zapremina apsolutno svakog gasa koji zauzima 1 mol je 22,4 litra.
- D altonov zakon: zapremine koje zauzimaju gasovi koji međusobno reaguju i proizvodi dobijeni tokom reakcije, kada se prvi deli sa drugim, rezultira malim, ali tačno celim brojevima, koji se nazivaju koeficijenti.
- Zakon parcijalnih pritisaka: da bi se odredio pritisak mešavine gasova, potrebno je sabrati pritiske koje stvaraju gasovi mešavine.
Različiti zakoni koji se primjenjuju na plinove
Možda mnogi misle da su plinovi najjednostavnije agregatno stanje: obje se čestice kreću nasumično, a udaljenost između njih je maksimalna (posebno u poređenju sa čvrstim tvarima), a masa tih istih čestica je mala. Međutim, zakoni koji se primjenjuju za opisivanje stanja takvih supstanci su vrlo raznoliki. Iz prethodno rečenog proizilazi da se ne samo fizika bavi proučavanjem pitanja gasnih zakona. Štaviše, i u fizici i u hemiji nema ih jedan ili dva. Iz ovoga se može zaključiti da ono što izgleda jednostavno nije uvijek tako i u stvarnosti.
