Kombinuotųjų dujų įstatymas

Paul Taylor / Getty Images

Kombinuotas dujų įstatymas sujungia tris dujų įstatymai: Boyle'o dėsnis , Charleso įstatymas , ir Gay-Lussac dėsnis . Jame teigiama, kad sandaugos santykis spaudimas ir apimtis ir absoliuti temperatūra dujų lygis konstantai. Kada Avogadro dėsnis yra įtrauktas į kombinuotą dujų įstatymą, Idealiųjų dujų įstatymas rezultatus. Skirtingai nuo įvardintų dujų įstatymų, kombinuotasis dujų įstatymas neturi oficialaus atradėjo. Tai tiesiog kitų dujų dėsnių derinys, kuris veikia, kai viskas, išskyrus temperatūrą, slėgį ir tūrį, yra pastovi.

Yra keletas bendrų lygčių kombinuoto dujų įstatymo rašymui. Klasikinis įstatymas susijęs su Boyle'o įstatymu ir Charleso įstatymas, kuriame nurodoma:

PV/T = k

kur P = slėgis, V = tūris, T = absoliuti temperatūra (Kelvinas) ir k = pastovi.

Konstanta k yra tikroji konstanta, jei dujų molių skaičius nekinta. Priešingu atveju jis skiriasi.

Kitas bendra formulė Kombinuotas dujų įstatymas yra susijęs su dujų sąlygomis „prieš ir po“:

P₁IN₁/ T₁= P_duIN_du/ T_du

Pavyzdys

Raskite dujų tūrį STP, kai surenkama 2,00 litrų esant 745,0 mm Hg ir 25,0 laipsnių Celsijaus.

Norėdami išspręsti problemą, pirmiausia turite nustatyti, kurią formulę naudoti. Šiuo atveju klausimas klausia apie STP sąlygas, kad žinotumėte, jog susiduriate su problema „prieš ir po“. Toliau turite suprasti STP. Jei to dar neįsiminėte (ir tikriausiai turėtumėte, nes tai atrodo daug), STP nurodo „ standartinė temperatūra ir slėgis “, kuris yra 273 kelvinai ir 760,0 mm Hg.

Kadangi įstatymas veikia naudojant absoliučią temperatūrą, jums reikia konvertuoti 25,0 laipsnių Celsijaus pagal Kelvino skalę . Tai suteikia jums 298 kelvinus.

Šiuo metu galite įjungti reikšmes į formulę ir išspręsti nežinomybę. Dažna klaida, kurią kai kurie žmonės daro, kai jiems tokia problema nepažįstama, yra painiavos, kurie skaičiai dera kartu. Gera praktika nustatyti kintamuosius. Šioje problemoje jie yra:

P₁= 745,0 mm Hg
IN₁= 2,00 l
T₁= 298 tūkst
P_du= 760,0 mm Hg
IN_du= x (nežinomybė, kurią sprendžiate)
T_du= 273 tūkst

Tada paimkite formulę ir nustatykite ją, kad išspręstumėte nežinomą „x“, kuris šioje užduotyje yra V_du:

P₁IN₁/ T₁= P_duIN_du/ T_du

Padauginkite kryžminį, kad išvalytumėte trupmenas:

P₁IN₁T_du= P_duIN_duT₁

Padalinkite, kad atskirtumėte V_du:

IN_du= (P₁IN₁T_du) / (P_duT₁)

Įjunkite skaičius ir išspręskite V2:

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

Praneškite apie rezultatą naudodami teisingą reikšmingų skaičių :

IN_du= 1,80 l

Programos

Kombinuotas dujų įstatymas yra praktiškai pritaikytas dirbant su įprastos temperatūros ir slėgio dujomis. Kaip ir kiti dujų įstatymai, pagrįsti idealiu elgesiu, jis tampa mažiau tikslus esant aukštai temperatūrai ir slėgiui. Dėsnis naudojamas termodinamikoje ir skysčių mechanikoje. Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas apskaičiuoti dujų slėgį, tūrį arba temperatūrą debesyse, kad būtų galima prognozuoti orą.