Преди да потърсите значението на израза "газов закон", е необходимо да разберете какво е газ. Газовете са вещества, чиито частици се движат произволно в пространството. Тези вещества се характеризират с много слаби междумолекулни, междуатомни и междуйонни взаимодействия. Газообразното състояние се нарича още газ, тоест едно от четирите, освен течно, твърдо и плазмено, агрегатни състояния на материята. Газовете имат свои собствени закони. Какъв е законът за газа?
Определение
От физическа гледна точка, газовите закони са закони, които обясняват изопроцесите, протичащи в идеален газ. Интересен факт е, че в химията също има определени модели за описание на такива вещества, които резонират със законите на физиката. Тези закони обаче важат за реалните газове. Сега си струва да разберем какво представляват идеалният газ и изопроцесът. Да започваме.
Идеален газ
Идеалният газ е математически модел на реален газ, който предполага, че няма взаимодействие между газовите частици. От това предположениеот това следва, че частиците са в контакт само със съда, в който се намира веществото, както и че масата на частиците на това вещество е толкова малка, че може да бъде напълно изключена от разглеждане.
Изопроцеси
За да отговорите на въпроса какво е изопроцес, трябва да се обърнете към термодинамиката (един от клоновете на физиката). За да се опише състоянието на газа (идеалния газ), основните параметри са налягане, температура и обем.
И така, изопроцесите са процеси, протичащи в газове, при условие че един от тези три параметъра остава непроменен във времето. При изотермичните процеси температурата не се променя, при изобарните – налягането не се променя, а при изохорните – обемът не се променя.
уравнение на Менделеев-Клапейрон
Преди да обсъдим газовите закони, е необходимо да знаем какво представлява уравнението на Менделеев-Клапейрон и как това уравнение се отнася до газовете и техните закони. За да се опише зависимостта един от друг на всички едни и същи показатели - налягане, обем, температура, универсалната газова константа и обем (моларен) също се добавят.
Уравнението има следната форма: pV=RT.
R - универсална газова константа, можете да я изчислите сами или можете да използвате вече известната стойност - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
По този начин моларният обем е съотношението на обема към количеството вещество (в молове), а количеството вещество от своя страна е съотношението на масата към моларната маса.
Уравнението може да бъде записано, както следваначин: pV=(m / M)RT.
Какви закони за газовете съществуват във физиката
Както споменахме по-рано, изопроцесите се разглеждат във физиката. Има формули за зависимостта на три основни величини (обем, налягане, температура) една от друга. Газови закони във физиката:
- Законът на Бойл-Мариот, прилаган в случай на изотермичен процес: произведението на налягането и обема на газа остава непроменено във времето. Въз основа на уравнението на Менделеев-Клапейрон - pV=(m / M)RT=const, този закон гласи, че резултатът от умножаването на налягането и обема ще бъде постоянен, при условие че температурата на газа и неговата маса остават непроменени.
- Законът на Гей-Люсак, който се прилага за изобарните процеси. В този случай съотношението на обема и температурата остава непроменено: V / T=const. Законът на Гей-Люсак може да бъде формулиран по следния начин: ако налягането и масата на газа остават непроменени с течение на времето, тогава частното от обема, разделено на температурата, е постоянна стойност.
- Закон на Чарлз - за изохорни процеси. Съотношението на налягането и температурата не се променя: p / T=const. В този случай съотношението на налягането на газа и температурата е постоянно, докато налягането и масата остават непроменени.
Закони за газа: химия
Сред тези закони:
- Законът на Авогадро. Формулира се по следния начин: равни обеми от различни газове съдържат еднакъв брой молекули, при равни други условия (налягане и температура). От този закон следва -при нормални условия (нормалните условия са налягане от 101,235 kPa и температура от 273 K), обемът на абсолютно всеки газ, зает от 1 мол, е 22,4 литра.
- Закон на Далтън: обемите, заети от газовете, реагиращи помежду си, и продуктите, получени по време на реакцията, при разделянето на първия на втория дават малки, но точно цели числа, които се наричат коефициенти.
- Закон за парциалните налягания: за да се определи налягането на смес от газове, е необходимо да се съберат наляганията, създадени от газовете на сместа.
Разнообразие от закони, които се отнасят за газовете
Може би много хора смятат, че газовете са най-простото агрегатно състояние: и двете частици се движат произволно и разстоянието между тях е максимално (особено в сравнение с твърдите тела), а масата на същите тези частици е малка. Въпреки това, законите, прилагани за описване на състоянията на такива вещества, са много разнообразни. От казаното по-горе следва, че не само физиката се занимава с изучаване на въпроса за газовите закони. При това и във физиката, и в химията не са един или два. От това може да се стигне до заключението, че това, което изглежда просто, не винаги е така в действителност.
