Закон Гей-Люссака

редактировать

Закон Гей-Люссака (более правильно называемый законом Амонтона) гласит, что давление данной массы газа напрямую зависит от абсолютной температуры газа, когда объем остается постоянным. {Математически это можно записать в виде:. Это частный случай закона идеального газа. Гей-Люссак ошибочно признан за Закон давления, который установил, что давление заключенного газа прямо пропорционально его температуре, и который он был первым сформулировал (ок. 1809 г.). Ему также иногда приписывают то, что он первым опубликовал убедительные доказательства, показывающие взаимосвязь между давлением и температурой фиксированной массы газа при постоянном объеме. п Т знак равно k {\ displaystyle {\ frac {P} {T}} = k}

Эти законы также известны обычно как Закон давления или закон Амонтона игровых и закон Дальтона соответственно.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Закон сложения объемов
  • 2 Закон давление-температура
  • 3 Расширение газов
  • 4 См. Также
  • 5 ссылки
  • 6 Дальнейшее чтение
  • 7 Внешние ссылки

Закон объединения объемов

Согласно STP, реакция между тремя кубическими метрами газообразного водорода и одним кубическим метром газообразного азота дает около двух кубических метров аммиака.

Закон объединения объемов гласит, что когда газы взаимодействуют вместе, они делают это в объеме, который имеет простое целочисленное отношение, при условии, что температура и давление реагирующих газов и их продуктов остаются постоянными.

Соотношение между объемами реагирующих газов и газообразных продуктов можно выразить простыми целыми числами.

Например, Гей-Люссак обнаружил, что два объема водорода и один объем кислорода будут реагировать с образованием двух объемов газообразной воды. Основываясь на результатах Гей-Люссака, Амедео Авогадро предположил, что при одинаковых температуре и давлении равные объемы газа содержат равное количество молекул ( закон Авогадро ). Эта гипотеза означала, что ранее заявленный результат

2 объема водорода + 1 объем кислорода = 2 объема газообразной воды

можно также выразить как

2 молекулы водорода + 1 молекула кислорода = 2 молекулы воды.

Это также можно выразить другим способом, например, 100 мл водорода объединяются с 50 мл кислорода, чтобы получить 100 мл водяного пара. Водород (100 мл) + кислород (50 мл) = вода (100 мл)

Таким образом, объемы водорода и кислорода, которые объединяются (например, 100 мл и 50 мл), имеют простое соотношение 2: 1.

Закон объединения газов был обнародован Жозефом Луи Гей-Люссаком в 1808 году. Однако гипотеза Авогадро не была принята химиками до тех пор, пока итальянский химик Станислао Канниццаро не смог убедить его на Первом международном химическом конгрессе в 1860 году.

Закон давление-температура

Этот закон часто называют законом давления-температуры Гей-Люссака, который между 1800 и 1802 годами обнаружил взаимосвязь между давлением и температурой фиксированной массы газа, находящейся в постоянном объеме. Гей Люссак обнаружил это при создании «воздушного термометра».

Давление газа фиксированной массы и фиксированного объема находится прямо пропорциональна абсолютной температуре газовой в.

Связь между законами Бойля, Шарля, Гей-Люссака, Авогадро, комбинированного и идеального газа с постоянной Больцмана k B = р/N A знак равно п R/N (в каждом законе свойства, обведенные кружком, являются переменными, а свойства, не обведенные кружком, считаются постоянными)

Если температура газа увеличивается, то увеличивается и его давление, если масса и объем газа остаются постоянными. Закон имеет особенно простую математическую форму, если температура измеряется по абсолютной шкале, например, в градусах Кельвина. Тогда закон может быть выражен математически как

п Т о р п знак равно k Т , {\ Displaystyle {P} \ propto {T} \ quad или \ quad P = kT,}

или

п Т знак равно k , {\ displaystyle {\ frac {P} {T}} = k,}

куда:

P - давление газа,
T - температура газа (измеряется в градусах Кельвина ),
k - постоянная величина.

Этот закон верен, потому что температура является мерой средней кинетической энергии вещества; по мере увеличения кинетической энергии газа его частицы быстрее сталкиваются со стенками контейнера, тем самым оказывая повышенное давление.

Для сравнения одного и того же вещества при двух разных наборах условий закон можно записать как:

п 1 Т 1 знак равно п 2 Т 2 или п 1 Т 2 знак равно п 2 Т 1 . {\ displaystyle {\ frac {P_ {1}} {T_ {1}}} = {\ frac {P_ {2}} {T_ {2}}} \ qquad {\ text {или}} \ qquad P_ {1 } T_ {2} = P_ {2} T_ {1}.}

Поскольку Амонтон открыл закон заранее, имя Гей-Люссака теперь обычно ассоциируется в химии с законом объединения объемов, обсуждаемым в разделе выше. В некоторых вводных учебниках физики зависимость давления от температуры до сих пор определяется как закон Гей-Люссака. Гей-Люссак в первую очередь исследовал взаимосвязь между объемом и температурой и опубликовал ее в 1802 году, но его работа действительно охватывала некоторое сравнение между давлением и температурой. Учитывая относительную технологию, доступную обоим мужчинам, Амонтон мог работать только с воздухом в качестве газа, а Гей-Люссак мог экспериментировать с несколькими типами общих газов, такими как кислород, азот и водород. Гей-Люссак приписал свои открытия Жаку Шарлю, потому что он использовал большую часть неопубликованных данных Чарльза с 1787 года - следовательно, закон стал известен как закон Шарля или закон Шарля и Гей-Люссака.

(Амонтон) закон Гей-Люссака, закон Шарля и закон Бойля формируют закон объединенного газового. Эти три закона газа в сочетании с законом Авогадро можно обобщить с помощью закона идеального газа.

Расширение газов

Гей-Люссак использовал формулу, полученную из ΔV / V = ​​αΔT, чтобы определить скорость расширения α для газов. Для воздуха он обнаружил относительное расширение ΔV / V = ​​37,50% и получил значение α = 37,50% / 100 ° C = 1 / 266,66 ° C, что указывает на то, что значение абсолютного нуля было примерно 266,66 ° C ниже 0 ° C. Значение скорости расширения α примерно одинаково для всех газов, и это также иногда называют законом Гей-Люссака.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-04-04 11:51:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте