Príklad Avogadrovho zákona

Zistite, ako postupovať pri riešení tohto problému so zákonom o plyne

Avogadrov zákon je jedným z plynových zákonov.

Frederic Simonnet/Getty Images

Avogadrov zákon o plyne uvádza a objem plynu je úmerné počtu mólov plynu prítomný, keď sa teplota a tlak udržiavajú konštantné. Tento príklad problému ukazuje, ako použiť Avogadrov zákon na určenie objemu plynu, keď sa do systému pridá viac plynu.

Avogadrova rovnica zákona

Predtým, ako budete môcť vyriešiť akýkoľvek problém týkajúci sa Avogadrovho zákona o plyne, je dôležité si preštudovať rovnicu tohto zákona. Existuje niekoľko spôsobov, ako to napísať plynárenský zákon , čo je matematický vzťah. Možno uviesť:

k = V/n

Tu je k konštanta úmernosti, V je objem plynu a n je počet mólov plynu. Avogadrov zákon tiež znamená, že ideálna plynová konštanta je rovnaká pre všetky plyny, takže:

konštanta = p₁V₁/T₁n₁= P_dvaV_dva/T_dvan_dva
V₁/n₁= V_dva/n_dva
V​₁n_dva= V_dvan₁

kde p je tlak plynu, V je objem, T je teplota a n je počet mólov.

Problém Avogadrovho zákona

Vzorka s objemom 6,0 1 pri 25 °C a tlaku 2,00 atm obsahuje 0,5 mólu plynu. Ak sa pridá ďalších 0,25 mólu plynu pri rovnakom tlaku a teplote, aký je konečný celkový objem plynu?

Riešenie

Najprv vyjadrite Avogadrov zákon jeho vzorcom:

V_i/n_i= V_f/n_f
kde
V_i= počiatočný objem
n_i= počiatočný počet mólov
V_f= konečný objem
n_f= konečný počet mólov

Pre tento príklad V_i= 6,0 l a n_i= 0,5 mol. Keď sa pridá 0,25 mol:

n_f= n_i+ 0,25 mol
n_f= 0,5 mol = 0,25 mol
n_f= 0,75 mol

Jedinou premennou zostáva konečná hlasitosť.

V_i/n_i= V_f/n_f

Riešenie pre V_f

V_f​= V_in_f/n_i
V​_f= (6,0 l x 0,75 mol)/0,5 mol
V_f= 4,5 l/0,5 V_f= 9 l

Skontrolujte, či odpoveď dáva zmysel. Očakávali by ste zvýšenie objemu, ak sa pridá viac plynu. Je konečný objem väčší ako počiatočný? Áno. Vykonanie tejto kontroly je užitočné, pretože je ľahké vložiť počiatočný počet mólov do čitateľa a konečný počet mólov do menovateľa. Ak by sa tak stalo, konečný objem odpovede by bol menší ako pôvodný objem.

Výsledný objem plynu je teda 9,0

Poznámky týkajúce sa Avogadrovho zákona

• Na rozdiel od Avogadroovo číslo , Avogadrov zákon v skutočnosti navrhol o Amedeo Avogadro . V roku 1811 vyslovil hypotézu, že dve vzorky ideálneho plynu s rovnakým objemom a pri rovnakom tlaku a teplote obsahujú rovnaký počet molekúl.
• Avogadrov zákon sa nazýva aj Avogadrov princíp alebo Avogadrova hypotéza.
• Rovnako ako ostatné zákony o ideálnych plynoch, aj Avogadrov zákon len približuje správanie skutočných plynov. V podmienkach vysokej teploty alebo tlaku je zákon nepresný. Tento vzťah funguje najlepšie pre plyny udržiavané pri nízkom tlaku a bežných teplotách. Tiež menšie častice plynu – hélium, vodík a dusík – poskytujú lepšie výsledky ako väčšie molekuly, ktoré s väčšou pravdepodobnosťou budú navzájom interagovať.
• Ďalší matematický vzťah používaný na vyjadrenie Avogadrovho zákona je:

V/n = k

Tu je V objem, n je počet mólov plynu a k je konštanta úmernosti. Je dôležité poznamenať, že to znamená, že ideálna plynová konštanta je rovnaký pre všetky plyny.