Zakon o kombiniranem plinu

Paul Taylor/Getty Images

Zakon o kombiniranem plinu združuje vse tri plin zakoni: Boylov zakon , Karlov zakon , in Gay-Lussacov zakon . Navaja, da je razmerje produkta pritisk in glasnost in absolutna temperatura plina je enaka konstanti. Kdaj Avogadrov zakon se doda zakonu o kombiniranem plinu, zakon idealnega plina rezultate. Za razliko od imenovanih plinskih zakonov kombinirani plinski zakon nima uradnega odkritelja. To je preprosto kombinacija drugih plinskih zakonov, ki deluje, ko ostane vse, razen temperature, tlaka in prostornine, konstantno.

Obstaja nekaj pogostih enačb za pisanje zakona o kombiniranem plinu. Klasično pravo povezuje Boylov zakon in Charlesov zakon, ki pravi:

PV/T = k

kjer je P = tlak, V = prostornina, T = absolutna temperatura (Kelvin) in k = konstanta.

Konstanta k je prava konstanta, če se število molov plina ne spremeni. Sicer pa variira.

Še ena skupna formula kajti zakon o kombiniranem plinu se nanaša na pogoje plina 'pred in po':

p₁IN₁/ T₁= P_dvaIN_dva/ T_dva

Primer

Poiščite prostornino plina pri STP, ko se zbere 2,00 litra pri 745,0 mm Hg in 25,0 stopinjah Celzija.

Če želite rešiti težavo, morate najprej ugotoviti, katero formulo uporabiti. V tem primeru vprašanje sprašuje o pogojih na STP, tako da veste, da imate opravka s problemom 'prej in potem'. Nato morate razumeti STP. Če si tega še niste zapomnili (in verjetno bi si morali, saj se zdi veliko), se STP nanaša na ' standardna temperatura in tlak ,' kar je 273 Kelvinov in 760,0 mm Hg.

Ker zakon deluje z uporabo absolutne temperature, morate pretvoriti 25,0 stopinj Celzija na Kelvinovo lestvico . To vam daje 298 Kelvinov.

Na tej točki lahko vstavite vrednosti v formulo in rešite neznanko. Pogosta napaka, ki jo naredijo nekateri ljudje, ko se prvič srečajo s tovrstno težavo, je, da zamenjujejo, katere številke gredo skupaj. Dobra praksa je identificirati spremenljivke. V tem problemu so:

p₁= 745,0 mm Hg
IN₁= 2,00 L
T₁= 298 K
p_dva= 760,0 mm Hg
IN_dva= x (neznanka, ki jo rešujete)
T_dva= 273 K

Nato vzemite formulo in jo nastavite za reševanje neznanega 'x', ki je v tem problemu V_dva:

p₁IN₁/ T₁= P_dvaIN_dva/ T_dva

Navzkrižno pomnožite, da počistite ulomke:

p₁IN₁T_dva= P_dvaIN_dvaT₁

Razdelite, da izolirate V_dva:

IN_dva= (P₁IN₁T_dva) / (P_dvaT₁)

Vstavite številke in rešite za V2:

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

Sporočite rezultat z uporabo pravilnega število pomembnih številk :

IN_dva= 1,80 L

Aplikacije

Zakon o kombiniranem plinu ima praktično uporabo pri obravnavanju plinov pri običajnih temperaturah in tlakih. Tako kot drugi zakoni o plinu, ki temeljijo na idealnem obnašanju, postane manj natančen pri visokih temperaturah in tlakih. Zakon se uporablja v termodinamiki in mehaniki tekočin. Uporablja se lahko na primer za izračun tlaka, prostornine ali temperature plina v oblakih za napoved vremena.