गैसों के फार्मूले, अनुप्रयोग और हल किए गए व्यायाम के सामान्य कानून



गैसों का सामान्य नियम बॉयल-मारियट कानून, चार्ल्स कानून और गे-लुसाक कानून के संयोजन का परिणाम है; वास्तव में, इन तीन कानूनों को गैसों के सामान्य कानून के विशेष मामले माना जा सकता है। बदले में, गैसों के सामान्य कानून को आदर्श गैसों के कानून के एक विशेषीकरण के रूप में माना जा सकता है.

गैसों का सामान्य नियम गैस के आयतन, दबाव और तापमान के बीच संबंध स्थापित करता है। इस तरह वह कहता है कि, एक गैस दी गई है, उसके दबाव के गुणनफल के आयतन को वह उस तापमान से विभाजित करता है जिस पर वह हमेशा स्थिर रहता है.

गैसें प्रकृति की विभिन्न प्रक्रियाओं और बड़ी संख्या में औद्योगिक और रोजमर्रा के अनुप्रयोगों में मौजूद हैं। इसलिए, यह आश्चर्यजनक नहीं है कि गैसों के सामान्य कानून में कई और विविध अनुप्रयोग हैं.

उदाहरण के लिए, यह कानून विभिन्न यांत्रिक उपकरणों जैसे एयर कंडीशनर और रेफ्रिजरेटर, गर्म हवा के गुब्बारे के संचालन के संचालन की व्याख्या करने की अनुमति देता है, और यहां तक ​​कि बादलों की गठन प्रक्रियाओं को समझाने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है.

सूची

  • 1 सूत्र
    • 1.1 बॉयल-मैरियट का कानून, चार्ल्स का कानून और गे-लुसाक का कानून
    • 1.2 आदर्श गैसों का नियम
  • 2 आवेदन
  • 3 व्यायाम हल किए
    • 3.1 पहला व्यायाम
    • 3.2 दूसरा व्यायाम
  • 4 संदर्भ

सूत्रों

कानून का गणितीय सूत्र इस प्रकार है:

पी P वी / टी = के

इस अभिव्यक्ति में P दबाव है, T तापमान (डिग्री केल्विन में) का प्रतिनिधित्व करता है, V गैस का आयतन है, और K एक मान का प्रतिनिधित्व करता है.

पिछले अभिव्यक्ति को निम्नलिखित द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है:

पी1 ∙ वी1 / टी1 = पी2 ∙ वी2 / टी2

यह अंतिम समीकरण गैसों द्वारा अनुभव किए गए परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए काफी उपयोगी है जब एक या दो थर्मोडायनामिक चर (दबाव, तापमान और मात्रा) संशोधित होते हैं।.

बॉयल-मैरियट का कानून, चार्ल्स का कानून और गे-लुसाक का कानून

उपर्युक्त कानूनों में से प्रत्येक थर्मोडायनामिक चर के दो से संबंधित है, इस मामले में कि तीसरा चर स्थिर रहता है.

चार्ल्स के नियम में कहा गया है कि जब तक दबाव अपरिवर्तित रहता है तब तक मात्रा और तापमान सीधे आनुपातिक होते हैं। इस कानून की गणितीय अभिव्यक्ति निम्नलिखित है:

वी = के2 ∙ टी

दूसरी ओर, बॉयल का नियम यह स्थापित करता है कि दबाव और आयतन का संबंध एक दूसरे के विपरीत होता है जब तापमान स्थिर रहता है। बॉयल के नियम को इस प्रकार गणितीय रूप से संक्षेपित किया गया है:

पी P वी = के1

अंत में, गे-लुसाक का नियम कहता है कि तापमान और दबाव सीधे उन मामलों के लिए आनुपातिक होते हैं जिनमें गैस का आयतन नहीं बदलता है। गणितीय रूप से, कानून इस प्रकार व्यक्त किया गया है:

पी = के3 ∙ टी

कहा K अभिव्यक्ति में1, कश्मीर2 और के3 वे विभिन्न स्थिरांक का प्रतिनिधित्व करते हैं.

आदर्श गैसों का नियम

गैसों का सामान्य नियम आदर्श गैसों के नियम से प्राप्त किया जा सकता है। आदर्श गैसों का नियम एक आदर्श गैस की स्थिति का समीकरण है.

एक आदर्श गैस एक काल्पनिक गैस है जिसका गठन कणों के साथ समय के साथ होता है। इन गैसों के अणु किसी भी गुरुत्वाकर्षण बल को एक दूसरे के साथ नहीं खींचते हैं और उनके झटके पूरी तरह से लोचदार होने की विशेषता है। इस तरह, इसकी गतिज ऊर्जा का मूल्य इसके तापमान के सीधे आनुपातिक है.

वास्तविक गैसें जिनका व्यवहार आदर्श गैसों से मिलता जुलता होता है, वे कम दबाव और उच्च तापमान पर होने वाली राक्षसी गैसें होती हैं.

आदर्श गैसों के नियम की गणितीय अभिव्यक्ति निम्नलिखित है:

पी। वी = एन ∙ आर ∙ टी

यह समीकरण n मोल्स की संख्या है और R आदर्श गैसों का सार्वभौमिक स्थिरांक है जिसका मान 0.082 atm m L / (mol ∙ K) है।.

अनुप्रयोगों

गैसों के सामान्य नियम और बॉयल-मारियट, चार्ल्स और गे-लुसाक के कानून भौतिक घटनाओं की एक भीड़ में पाए जा सकते हैं। इसी तरह, वे रोजमर्रा की जिंदगी के कई और विभिन्न यांत्रिक उपकरणों के संचालन की व्याख्या करने के लिए सेवा करते हैं.

उदाहरण के लिए, एक प्रेशर कुकर में आप गे लुसाक के नियम का पालन कर सकते हैं। पॉट में आयतन स्थिर रहता है, इसलिए यदि आप इसमें जमा होने वाली गैसों का तापमान बढ़ाते हैं, तो पॉट का आंतरिक दबाव भी बढ़ जाता है.

एक और दिलचस्प उदाहरण गर्म हवा का गुब्बारा है। इसका संचालन चार्ल्स के कानून पर आधारित है। चूंकि वायुमंडलीय दबाव को व्यावहारिक रूप से स्थिर माना जा सकता है, तब क्या होता है जब गुब्बारे को भरने वाली गैस को गर्म किया जाता है, जो कि वह व्याप्त मात्रा को बढ़ाता है; इसलिए इसका घनत्व कम हो जाता है और ग्लोब चढ़ सकता है.

हल किए गए अभ्यास

पहला व्यायाम

अंतिम गैस तापमान को निर्धारित करें जिसका 3 वायुमंडलों का प्रारंभिक दबाव 6 वायुमंडल के दबाव तक पहुंचने के लिए दोगुना हो जाता है, जबकि इसकी मात्रा 2 लीटर से 1 लीटर तक की मात्रा को कम करता है, यह जानकर कि गैस का प्रारंभिक तापमान 208 था, 25 º.के..

समाधान

निम्नलिखित अभिव्यक्ति में स्थानापन्न:

 पी1 ∙ वी1 / टी1 = पी2 ∙ वी2 / टी2

आपको निम्न करना है:

3 ∙ 2 / 208.25  = 6 ∙ 1 / टी2

समाशोधन, आपको लगता है कि करने के लिए मिलता है टी2 = 208,25 ºK

दूसरा व्यायाम

६०० मिमी एचजी के दबाव के अधीन गैस को देखते हुए, ६ and० मिली की मात्रा और १०० डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, यह निर्धारित करें कि इसका दबाव ४3३ ° K पर होगा यदि उस तापमान पर यह १५०० मिलीलीटर की मात्रा में हो.

समाधान

पहले स्थान पर, सभी डेटा को अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली की इकाइयों में बदलने के लिए (और सामान्य रूप से, आवश्यक) सलाह दी जाती है। तो, आपको निम्न करना होगा:

पी1 = 600/760 = 0.789473684 atm लगभग 0.79 atm

वी1 = 0.67 एल

टी1 = 373 ºK

पी2 = ?

वी2 = 1.5 एल

टी2 = 473 ºK

निम्नलिखित अभिव्यक्ति में स्थानापन्न:

 पी1 ∙ वी1 / टी1 = पी2 ∙ वी2 / टी2

आपको निम्न करना है:

0.79 67 0.67 / 373 = पी2 3 1.5 / 473

क्लियरिंग पी2 आप इसे प्राप्त करें:

पी2 = 0.484210526 लगभग 0.48 एटीएम

संदर्भ

  1. शियावेल्लो, मारियो; विसेंट रिब्स, लियोनार्डो पामिसानो (2003). रसायन विज्ञान के मूल तत्व. बार्सिलोना: संपादकीय एरियल, एस.ए..
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  4. गैस कानून। (एन.डी.)। विकिपीडिया में। 8 मई, 2018 को en.wikipedia.org से पुनः प्राप्त.
  5. जुमदहल, स्टीवन एस (1998). रासायनिक सिद्धांत. ह्यूटन मिफ्लिन कंपनी.