Para se të kërkoni kuptimin e shprehjes "ligji i gazit", është e nevojshme të zbuloni se çfarë është gazi. Gazet janë substanca, grimcat e të cilave lëvizin rastësisht në hapësirë. Këto substanca karakterizohen nga ndërveprime shumë të dobëta ndërmolekulare, ndëratomike dhe ndërjonike. Gjendja e gaztë quhet edhe gaz, domethënë një nga katër, përveç gjendjeve të lëngëta, të ngurta dhe plazma, agregate të materies. Gazet kanë ligjet e tyre. Cili është ligji i gazit?
Përkufizim
Nga pikëpamja fizike, ligjet e gazit janë ligje që shpjegojnë izoproceset që ndodhin në një gaz ideal. Një fakt interesant është se në kimi ekzistojnë edhe modele të caktuara për përshkrimin e substancave të tilla që rezonojnë me ligjet e fizikës. Megjithatë, këto ligje zbatohen për gazet reale. Tani ia vlen të kuptojmë se çfarë janë një gaz ideal dhe një izoproces. Le të fillojmë.
Gaz ideal
Një gaz ideal është një model matematikor i një gazi real, i cili supozon se nuk ka ndërveprim midis grimcave të gazit. Nga ky supozimrrjedh se grimcat janë në kontakt vetëm me enën në të cilën ndodhet substanca dhe gjithashtu se masa e grimcave të kësaj substance është aq e vogël sa mund të përjashtohet plotësisht nga shqyrtimi.
Izoproceset
Për t'iu përgjigjur pyetjes se çfarë është një izoproces, duhet t'i drejtoheni termodinamikës (një nga degët e fizikës). Për të përshkruar gjendjen e një gazi (gazi ideal), parametrat kryesorë janë presioni, temperatura dhe vëllimi.
Pra, izoproceset janë procese që ndodhin në gaze, me kusht që njëri prej këtyre tre parametrave të mbetet i pandryshuar me kalimin e kohës. Në proceset izotermike temperatura nuk ndryshon, në proceset izobarike presioni nuk ndryshon, dhe në proceset izohorike vëllimi nuk ndryshon.
ekuacioni Mendeleev-Clapeyron
Para se të diskutojmë ligjet e gazit, është e nevojshme të dihet se çfarë është ekuacioni Mendeleev-Clapeyron dhe si lidhet ky ekuacion me gazet dhe ligjet e tyre. Për të përshkruar varësinë nga njëri-tjetri i të gjithë të njëjtëve tregues - shtohen gjithashtu presioni, vëllimi, temperatura, konstantja universale e gazit dhe vëllimi (molar).
Ekuacioni ka formën e mëposhtme: pV=RT.
R - konstante universale e gazit, mund ta llogarisni vetë, ose mund të përdorni vlerën e njohur tashmë - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Kështu, vëllimi molar është raporti i vëllimit me sasinë e substancës (në mole), dhe sasia e substancës, nga ana tjetër, është raporti i masës me masën molare.
Ekuacioni mund të shkruhet si më poshtëmënyra: pV=(m / M)RT.
Cilat ligje të gazeve ekzistojnë në fizikë
Siç u përmend më herët, izoproceset konsiderohen në fizikë. Ekzistojnë formula për varësinë e tre sasive bazë (vëllimi, presioni, temperatura) nga njëra-tjetra. Ligjet e gazit në fizikë:
- Ligji i Boyle-Mariotte, i zbatuar në rastin e një procesi izotermik: produkti i presionit dhe vëllimit të gazit mbetet i pandryshuar me kalimin e kohës. Bazuar në ekuacionin Mendeleev-Klapejron - pV=(m / M)RT=konst, ky ligj thotë se rezultati i shumëzimit të presionit dhe vëllimit do të jetë konstant, me kusht që temperatura e gazit dhe masa e tij të mbeten të pandryshuara.
- Ligji i Gay-Lussac, i cili zbatohet për proceset izobarike. Në këtë rast, raporti i vëllimit dhe temperaturës mbetet i pandryshuar: V / T=konst. Ligji i Gay-Lussac mund të formulohet si më poshtë: nëse presioni dhe masa e një gazi mbeten të pandryshuara me kalimin e kohës, atëherë herësi i vëllimit i pjesëtuar me temperaturën është një vlerë konstante.
- Ligji i Charles - për proceset izokorike. Raporti i presionit dhe temperaturës nuk ndryshon: p / T=konst. Në këtë rast, raporti i presionit të gazit dhe temperaturës është konstant ndërsa presioni dhe masa mbeten të pandryshuara.
Ligjet e gazit: Kimi
Ndër këto ligje:
- Ligji i Avogadros. Formulohet si më poshtë: vëllime të barabarta të gazrave të ndryshëm përmbajnë të njëjtin numër molekulash, ndërsa gjërat e tjera janë të barabarta (presioni dhe temperatura). Nga ky ligj rrjedh -në kushte normale (kushtet normale janë një presion prej 101,235 kPa dhe një temperaturë prej 273 K), vëllimi i absolutisht çdo gazi të zënë nga 1 mol është 22,4 litra.
- Ligji i D altonit: vëllimet e zëna nga gazrat që reagojnë me njëri-tjetrin dhe produktet e marra gjatë reaksionit, kur pjesëtohet i pari me të dytin, rezultojnë në numra të vegjël, por saktësisht të plotë, të cilët quhen koeficientë.
- Ligji i presioneve të pjesshme: për të përcaktuar presionin e një përzierje gazesh, është e nevojshme të shtohen presionet e krijuara nga gazrat e përzierjes.
Shumë ligjesh që zbatohen për gazrat
Ndoshta shumë njerëz mendojnë se gazrat janë gjendjet më të thjeshta të agregatit: të dyja grimcat lëvizin rastësisht dhe distanca midis tyre është maksimale (veçanërisht në krahasim me trupat e ngurtë), dhe masa e të njëjtave grimca është e vogël. Megjithatë, ligjet e aplikuara për të përshkruar gjendjet e substancave të tilla janë shumë të ndryshme. Nga sa u tha më sipër rezulton se jo vetëm fizika merret me studimin e çështjes së ligjeve të gazit. Për më tepër, si në fizikë ashtu edhe në kimi nuk ka një ose dy prej tyre. Nga kjo mund të arrihet në përfundimin se ajo që duket e thjeshtë nuk është gjithmonë kështu në realitet.
