Zákon o kombinovanom plyne

Paul Taylor/Getty Images

Kombinovaný zákon o plyne spája všetky tri plynu zákony: Boyleov zákon , Charlesov zákon , a Gay-Lussacov zákon . Uvádza, že pomer súčinu z tlak a objem a absolútna teplota plynu sa rovná konštante. Kedy Avogadrov zákon sa pridáva do kombinovaného zákona o plyne, zákon o ideálnom plyne výsledky. Na rozdiel od menovaných zákonov o plyne, kombinovaný zákon o plyne nemá oficiálneho objaviteľa. Je to jednoducho kombinácia iných zákonov o plyne, ktorá funguje, keď sa všetko okrem teploty, tlaku a objemu udržiava konštantné.

Existuje niekoľko bežných rovníc na písanie kombinovaného zákona o plynoch. Klasický zákon súvisí s Boyleovým zákonom a Charlesov zákon povedať:

PV/T = k

kde P = tlak, V = objem, T = absolútna teplota (Kelvin) a k = konštanta.

Konštanta k je skutočná konštanta, ak sa počet mólov plynu nemení. Inak sa to líši.

Ďalší spoločný vzorec pretože kombinovaný zákon o plyne sa týka podmienok plynu „pred a po“:

P₁V₁/ T₁= P_dvaV_dva/ T_dva

Príklad

Nájdite objem plynu pri STP, keď sa zachytia 2,00 litra pri 745,0 mm Hg a 25,0 stupňoch Celzia.

Ak chcete problém vyriešiť, musíte najprv určiť, ktorý vzorec použiť. V tomto prípade sa otázka pýta na podmienky v STP, takže viete, že máte čo do činenia s problémom „predtým a po“. Ďalej musíte pochopiť STP. Ak ste si to ešte nezapamätali (a pravdepodobne by ste si to mali zapamätať, keďže sa to často objavuje), STP odkazuje na „ štandardná teplota a tlak “, čo je 273 Kelvinov a 760,0 mm Hg.

Pretože zákon funguje s použitím absolútnej teploty, musíte previesť 25,0 stupňov Celzia až po Kelvinovu stupnicu . To vám dáva 298 Kelvinov.

V tomto bode môžete hodnoty vložiť do vzorca a vyriešiť neznáme. Bežnou chybou, ktorú niektorí ľudia robia, keď sú s týmto druhom problému noví, je zmätok, ktoré čísla idú dokopy. Je dobrou praxou identifikovať premenné. V tomto probléme sú:

P₁= 745,0 mm Hg
V₁= 2,00 l
T₁= 298 tis
P_dva= 760,0 mm Hg
V_dva= x (neznáma, ktorú riešite)
T_dva= 273 tis

Potom vezmite vzorec a nastavte ho tak, aby vyriešil neznáme „x“, čo je v tomto probléme V_dva:

P₁V₁/ T₁= P_dvaV_dva/ T_dva

Krížovým násobením vymažete zlomky:

P₁V₁T_dva= P_dvaV_dvaT₁

Rozdeľte a izolujte V_dva:

V_dva= (P₁V₁T_dva) / (P_dvaT₁)

Zapojte čísla a vyriešte V2:

V_dva= (745,0 mm Hg · 2,00 l · 273 K) / (760 mm Hg · 298 K)
V_dva= 1,796 l

Oznámte výsledok pomocou správneho počet významných čísel :

V_dva= 1,80 l

Aplikácie

Kombinovaný zákon o plynoch má praktické využitie pri práci s plynmi pri bežných teplotách a tlakoch. Rovnako ako iné zákony o plyne založené na ideálnom správaní sa stáva menej presným pri vysokých teplotách a tlakoch. Zákon sa používa v termodynamike a mechanike tekutín. Môže sa napríklad použiť na výpočet tlaku, objemu alebo teploty plynu v oblakoch na predpovedanie počasia.