Pred hľadaním významu slovného spojenia „plynový zákon“je potrebné zistiť, čo je plyn. Plyny sú látky, ktorých častice sa v priestore pohybujú náhodne. Tieto látky sa vyznačujú veľmi slabými medzimolekulovými, medziatómovými a interiónovými interakciami. Plynné skupenstvo sa tiež nazýva plyn, to znamená jedno zo štyroch, okrem kvapalného, pevného a plazmového, súhrnného skupenstva hmoty. Plyny majú svoje vlastné zákony. Aký je zákon o plyne?
Definícia
Z fyzikálneho hľadiska sú zákony plynu zákony, ktoré vysvetľujú izoprocesy vyskytujúce sa v ideálnom plyne. Zaujímavosťou je, že v chémii existujú aj určité vzory na opis takýchto látok, ktoré rezonujú s fyzikálnymi zákonmi. Tieto zákony však platia pre skutočné plyny. Teraz stojí za to pochopiť, čo je ideálny plyn a izoproces. Začnime.
Ideálny plyn
Ideálny plyn je matematický model reálneho plynu, ktorý predpokladá, že medzi časticami plynu neexistuje žiadna interakcia. Z tohto predpokladuz toho vyplýva, že častice sú v kontakte iba s nádobou, v ktorej sa látka nachádza, a tiež, že hmotnosť častíc tejto látky je taká malá, že ju možno úplne vylúčiť z úvahy.
Isoprocesses
Ak chcete odpovedať na otázku, čo je izoproces, musíte sa obrátiť na termodynamiku (jedno z odvetví fyziky). Na opis stavu plynu (ideálneho plynu) sú hlavnými parametrami tlak, teplota a objem.
Izoprocesy sú teda procesy prebiehajúce v plynoch za predpokladu, že jeden z týchto troch parametrov zostane v priebehu času nezmenený. Pri izotermických procesoch sa teplota nemení, pri izobarických procesoch sa nemení tlak a pri izochorických procesoch sa nemení objem.
Mendelejevova-Clapeyronova rovnica
Pred diskusiou o zákonoch o plyne je potrebné vedieť, čo je Mendelejevova-Clapeyronova rovnica a ako táto rovnica súvisí s plynmi a ich zákonmi. Na popísanie vzájomnej závislosti všetkých rovnakých ukazovateľov - tlaku, objemu, teploty, univerzálnej plynovej konštanty a objemu (molárny) sú tiež pridané.
Rovnica má nasledujúci tvar: pV=RT.
R - univerzálna plynová konštanta, môžete si ju vypočítať sami, alebo môžete použiť už známu hodnotu - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Molárny objem je teda pomer objemu k množstvu látky (v móloch) a množstvo látky je zasa pomer hmotnosti k molárnej hmotnosti.
Rovnicu možno zapísať nasledovnespôsob: pV=(m / M)RT.
Aké zákony plynov existujú vo fyzike
Ako už bolo spomenuté, vo fyzike sa berú do úvahy izoprocesy. Existujú vzorce pre závislosť troch základných veličín (objem, tlak, teplota) od seba. Zákony o plyne vo fyzike:
- Boyleov-Mariottov zákon, aplikovaný v prípade izotermického procesu: súčin tlaku a objemu plynu zostáva v priebehu času nezmenený. Na základe Mendelejevovej-Clapeyronovej rovnice - pV=(m / M)RT=konštanta, tento zákon hovorí, že výsledok násobenia tlaku a objemu bude konštantný za predpokladu, že teplota plynu a jeho hmotnosť zostanú nezmenené.
- Gay-Lussacov zákon, ktorý platí pre izobarické procesy. V tomto prípade zostáva pomer objemu a teploty nezmenený: V / T=konšt. Gay-Lussacov zákon možno formulovať takto: ak tlak a hmotnosť plynu zostanú v priebehu času nezmenené, potom podiel objemu delený teplotou je konštantná hodnota.
- Karlov zákon – pre izochorické procesy. Pomer tlaku a teploty sa nemení: p / T=konšt. V tomto prípade je pomer tlaku a teploty plynu konštantný, pričom tlak a hmotnosť zostávajú nezmenené.
Plynové zákony: chémia
Medzi tieto zákony:
- Avogadrov zákon. Je formulovaný nasledovne: rovnaké objemy rôznych plynov obsahujú rovnaký počet molekúl, pričom ostatné veci sú rovnaké (tlak a teplota). Z tohto zákona vyplýva -za normálnych podmienok (normálne podmienky sú tlak 101,235 kPa a teplota 273 K) je objem absolútne akéhokoľvek plynu obsadeného 1 molom 22,4 litra.
- D altonov zákon: objemy, ktoré zaberajú plyny, ktoré spolu reagujú, a produkty získané počas reakcie, pri delení prvého druhým druhým dávajú za následok malé, ale presne celé čísla, ktoré sa nazývajú koeficienty.
- Zákon parciálnych tlakov: na určenie tlaku zmesi plynov je potrebné pripočítať tlaky vytvorené plynmi zmesi.
Rôzne zákony, ktoré sa vzťahujú na plyny
Možno si veľa ľudí myslí, že plyny sú najjednoduchším agregátnym stavom: obe častice sa pohybujú náhodne a vzdialenosť medzi nimi je maximálna (najmä v porovnaní s pevnými látkami) a hmotnosť tých istých častíc je malá. Zákony používané na opis stavov takýchto látok sú však veľmi rôznorodé. Z vyššie uvedeného vyplýva, že nielen fyzika sa zaoberá štúdiom otázky plynových zákonov. Navyše tak vo fyzike, ako aj v chémii nie je jeden alebo dva. Z toho možno dospieť k záveru, že to, čo sa zdá jednoduché, nie je vždy také v skutočnosti.
