Primer problema Avogadrov zakon

Naučite se korakov za rešitev te težave s plinskim zakonom

Avogadrov zakon je eden izmed plinskih zakonov.

Frederic Simonnet/Getty Images

Avogadrov plinski zakon pravi the glasnost plina je sorazmerna s številom molov plina prisoten, ko sta temperatura in tlak konstantna. Ta primer težave prikazuje, kako uporabiti Avogadrov zakon za določitev prostornine plina, ko se sistemu doda več plina.

Enačba Avogadrovega zakona

Preden lahko rešite kakršno koli težavo v zvezi z Avogadrovim zakonom o plinu, je pomembno, da pregledate enačbo za ta zakon. To lahko napišete na več načinov zakon o plinu , ki je matematična relacija. Lahko se navede:

k = V/n

Tukaj je k proporcionalna konstanta, V prostornina plina in n število molov plina. Avogadrov zakon tudi pomeni, da je konstanta idealnega plina enaka za vse pline, torej:

konstanta = str₁IN₁/T₁n₁= P_dvaIN_dva/T_dvan_dva
IN₁/n₁= V_dva/n_dva
V₁n_dva= V_dvan₁

kjer je p tlak plina, V prostornina, T temperatura in n število molov.

Problem Avogadrovega zakona

Vzorec 6,0 L pri 25 °C in tlaku 2,00 atm vsebuje 0,5 mola plina. Kolikšna je končna skupna prostornina plina, če dodamo dodatnih 0,25 mola plina pri istem tlaku in temperaturi?

rešitev

Najprej izrazite Avogadrov zakon z njegovo formulo:

IN_jaz/n_jaz= V_f/n_f
kje
IN_jaz= začetni volumen
n_jaz= začetno število molov
IN_f= končna prostornina
n_f= končno število molov

Za ta primer je V_jaz= 6,0 L in n_jaz= 0,5 mola. Ko dodamo 0,25 mola:

n_f= n_jaz+ 0,25 mola
n_f= 0,5 mola = 0,25 mola
n_f= 0,75 mola

Edina preostala spremenljivka je končna glasnost.

IN_jaz/n_jaz= V_f/n_f

Reši za V_f

IN_f= V_jazn_f/n_jaz
V_f= (6,0 L x 0,75 mola)/0,5 mola
IN_f= 4,5 L/0,5 V_f= 9 L

Preverite, ali je odgovor smiseln. Pričakovali bi, da se bo prostornina povečala, če dodate več plina. Ali je končna prostornina večja od začetne prostornine? ja To preverjanje je uporabno, ker je enostavno postaviti začetno število molov v števec in končno število molov v imenovalec. Če bi se to zgodilo, bi bil končni odgovor obsega manjši od začetnega obsega.

Tako je končna prostornina plina 9,0

Opombe v zvezi z Avogadrovim zakonom

• Za razliko od Avogadrovo število , Avogadrov zakon je dejansko predlagal Amedeo Avogadro . Leta 1811 je domneval, da sta dva vzorca idealnega plina z enakim volumnom ter pri enakem tlaku in temperaturi vsebovala enako število molekul.
• Avogadrov zakon imenujemo tudi Avogadrov princip ali Avogadrova hipoteza.
• Tako kot drugi zakoni o idealnem plinu tudi Avogadrov zakon le približa obnašanje realnih plinov. V pogojih visoke temperature ali tlaka je zakon netočen. Razmerje najbolje deluje pri plinih, ki se hranijo pri nizkem tlaku in običajnih temperaturah. Poleg tega manjši plinski delci – helij, vodik in dušik – dajejo boljše rezultate kot večje molekule, za katere je večja verjetnost, da medsebojno delujejo.
• Druga matematična relacija, ki se uporablja za izražanje Avogadrovega zakona, je:

V/n = k

Tukaj je V prostornina, n je število molov plina in k je proporcionalna konstanta. Pomembno je vedeti, da to pomeni, da je idealna plinska konstanta enako za vse pline.