Գազային օրենք արտահայտության իմաստը փնտրելուց առաջ անհրաժեշտ է պարզել, թե ինչ է գազը։ Գազերը այն նյութերն են, որոնց մասնիկները պատահականորեն շարժվում են տարածության մեջ։ Այս նյութերին բնորոշ են շատ թույլ միջմոլեկուլային, միջատոմային և միջիոնային փոխազդեցությունները։ Գազային վիճակը կոչվում է նաև գազ, այսինքն՝ չորսից մեկը, բացի հեղուկ, պինդ և պլազմայից, նյութի ագրեգատ վիճակներից։ Գազերն ունեն իրենց օրենքները. Ի՞նչ է գազի օրենքը:
Սահմանում
Ֆիզիկական տեսանկյունից գազի օրենքները օրենքներ են, որոնք բացատրում են իդեալական գազում տեղի ունեցող իզոպրեսսները: Հետաքրքիր փաստ է այն, որ քիմիայում կան նաև այնպիսի նյութեր նկարագրելու որոշակի օրինաչափություններ, որոնք ռեզոնանսվում են ֆիզիկայի օրենքների հետ: Այնուամենայնիվ, այս օրենքները վերաբերում են իրական գազերին: Այժմ արժե հասկանալ, թե ինչ է իդեալական գազը և իզոպրեսը: Եկեք սկսենք։
Իդեալական գազ
Իդեալական գազը իրական գազի մաթեմատիկական մոդելն է, որը ենթադրում է, որ գազի մասնիկների միջև փոխազդեցություն չկա: Այս ենթադրությունիցհետևում է, որ մասնիկները շփվում են միայն այն նավի հետ, որում գտնվում է նյութը, ինչպես նաև, որ այս նյութի մասնիկների զանգվածն այնքան փոքր է, որ այն կարելի է ամբողջությամբ բացառել քննարկումից։
Isoprocesses
Ի՞նչ է իզոպրոցեսը հարցին պատասխանելու համար անհրաժեշտ է դիմել թերմոդինամիկային (ֆիզիկայի ճյուղերից մեկը): Գազի (իդեալական գազի) վիճակը նկարագրելու համար հիմնական պարամետրերն են ճնշումը, ջերմաստիճանը և ծավալը։
Այսպիսով, իզոպրոցեսները գազերում տեղի ունեցող գործընթացներ են, պայմանով, որ այս երեք պարամետրերից մեկը ժամանակի ընթացքում մնա անփոփոխ: Իզոթերմային պրոցեսներում ջերմաստիճանը չի փոխվում, իզոբարային պրոցեսներում ճնշումը չի փոխվում, իսկ իզոխորիկ պրոցեսներում ծավալը չի փոխվում։
Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարում
Գազի օրենքները քննարկելուց առաջ անհրաժեշտ է իմանալ, թե որն է Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարումը և ինչպես է այս հավասարումը կապված գազերի և դրանց օրենքների հետ: Միևնույն բոլոր ցուցիչների միմյանցից կախվածությունը նկարագրելու համար ավելացվում են նաև ճնշումը, ծավալը, ջերմաստիճանը, գազի համընդհանուր հաստատունը և ծավալը (մոլար):
Հավասարումն ունի հետևյալ ձևը. pV=RT.
R - գազի համընդհանուր հաստատուն, կարող եք այն հաշվարկել ինքներդ, կամ կարող եք օգտագործել արդեն հայտնի արժեքը՝ 8, 3144598(48)J⁄(մոլ ∙K).
Այսպիսով, մոլային ծավալը ծավալի հարաբերակցությունն է նյութի քանակին (մոլերով), իսկ նյութի քանակությունը, իր հերթին, զանգվածի և մոլային զանգվածի հարաբերակցությունն է։
Հավասարումը կարելի է գրել հետևյալ կերպեղանակ՝ pV=(m / M)RT.
Գազերի ինչ օրենքներ կան ֆիզիկայում
Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, իզոպրեսսները համարվում են ֆիզիկայում: Կան երեք հիմնական մեծությունների (ծավալ, ճնշում, ջերմաստիճան) միմյանցից կախվածության բանաձեւեր։ Գազի օրենքները ֆիզիկայում.
- Բոյլ-Մարիոտի օրենքը, որը կիրառվում է իզոթերմային գործընթացի դեպքում. գազի ճնշման և ծավալի արտադրյալը ժամանակի ընթացքում մնում է անփոփոխ։ Հիմնվելով Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարման վրա՝ pV=(m / M)RT=const, այս օրենքը սահմանում է, որ ճնշման և ծավալի բազմապատկման արդյունքը կլինի հաստատուն՝ պայմանով, որ գազի ջերմաստիճանը և դրա զանգվածը մնան անփոփոխ։
- Գեյ-Լյուսակի օրենքը, որը վերաբերում է իզոբարային գործընթացներին։ Այս դեպքում ծավալի և ջերմաստիճանի հարաբերակցությունը մնում է անփոփոխ՝ V / T=const: Գեյ-Լյուսակի օրենքը կարելի է ձևակերպել հետևյալ կերպ. եթե գազի ճնշումը և զանգվածը ժամանակի ընթացքում մնում են անփոփոխ, ապա ծավալի գործակիցը բաժանված է ջերմաստիճանի վրա հաստատուն արժեք է։
- Չարլզի օրենքը՝ իզոխորիկ պրոցեսների համար։ Ճնշման և ջերմաստիճանի հարաբերակցությունը չի փոխվում՝ p / T=const. Այս դեպքում գազի ճնշման և ջերմաստիճանի հարաբերակցությունը հաստատուն է, մինչդեռ ճնշումը և զանգվածը մնում են անփոփոխ։
Գազի օրենքներ. քիմիա
Այս օրենքներից՝
- Ավոգադրոյի օրենքը. Այն ձևակերպված է հետևյալ կերպ. տարբեր գազերի հավասար ծավալները պարունակում են նույն թվով մոլեկուլներ, մյուսները հավասար են (ճնշում և ջերմաստիճան): Այս օրենքից հետևում է.նորմալ պայմաններում (նորմալ պայմաններն են ճնշումը 101,235 կՊա և ջերմաստիճանը 273 Կ), 1 մոլով զբաղեցրած բացարձակապես ցանկացած գազի ծավալը 22,4 լիտր է։
- Դալթոնի օրենք. միմյանց հետ փոխազդող գազերի և ռեակցիայի ընթացքում ստացված արտադրանքների ծավալները, առաջինը երկրորդի վրա բաժանելիս, ստացվում են փոքր, բայց ճշգրիտ ամբողջ թվեր, որոնք կոչվում են գործակիցներ:
- Մասնակի ճնշումների օրենք. գազերի խառնուրդի ճնշումը որոշելու համար անհրաժեշտ է ավելացնել խառնուրդի գազերի կողմից ստեղծված ճնշումները։
Գազերի նկատմամբ կիրառվող օրենքների բազմազանություն
Հավանաբար շատերը կարծում են, որ գազերը ագրեգատ վիճակներից ամենապարզն են. երկու մասնիկները շարժվում են պատահականորեն, և նրանց միջև հեռավորությունը առավելագույնն է (հատկապես պինդ մարմինների համեմատ), և այս նույն մասնիկների զանգվածը փոքր է: Այնուամենայնիվ, նման նյութերի վիճակները նկարագրելու համար կիրառվող օրենքները շատ բազմազան են: Վերևում ասվածից հետևում է, որ ոչ միայն ֆիզիկան է զբաղվում գազի օրենքների հարցի ուսումնասիրությամբ։ Ընդ որում, և՛ ֆիզիկայում, և՛ քիմիայում դրանցից մեկը կամ երկուսը չկա։ Այստեղից կարելի է եզրակացնել, որ այն, ինչ պարզ է թվում, միշտ չէ, որ իրականում այդպես է։
