Trước khi tìm nghĩa của cụm từ "định luật chất khí", cần phải tìm hiểu chất khí là gì. Chất khí là những chất mà các hạt của chúng chuyển động ngẫu nhiên trong không gian. Những chất này được đặc trưng bởi tương tác giữa các phân tử, liên nguyên tử và tương tác rất yếu. Trạng thái khí còn được gọi là khí, tức là một trong bốn trạng thái tổng hợp của vật chất, ngoài các trạng thái tổng hợp của vật chất. Các chất khí có luật riêng. Luật khí là gì?
Định nghĩa
Theo quan điểm vật lý, định luật khí là định luật giải thích các quá trình đẳng áp xảy ra trong khí lý tưởng. Một thực tế thú vị là trong hóa học cũng có một số mô hình nhất định để mô tả các chất như vậy phù hợp với các định luật vật lý. Tuy nhiên, các định luật này áp dụng cho khí thực. Bây giờ chúng ta cần hiểu khí lý tưởng và quá trình đẳng áp là gì. Hãy bắt đầu.
Khílý
Khí lý tưởng là một mô hình toán học của khí thực, giả định rằng không có sự tương tác giữa các hạt khí. Từ giả định nàyđiều đó dẫn đến việc các hạt chỉ tiếp xúc với bình chứa chất đó, và khối lượng của các hạt của chất này cũng rất nhỏ nên có thể loại trừ hoàn toàn nó.
Isoprocesses
Để trả lời câu hỏi quá trình đẳng áp là gì, bạn cần chuyển sang nhiệt động lực học (một trong những nhánh của vật lý). Để mô tả trạng thái của một chất khí (khí lý tưởng), các thông số chính là áp suất, nhiệt độ và thể tích.
Vì vậy, quá trình đẳng áp là quá trình xảy ra trong chất khí, với điều kiện một trong ba thông số này không thay đổi theo thời gian. Trong quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ không thay đổi, trong quá trình đẳng áp áp suất không thay đổi và trong quá trình đẳng áp thể tích không thay đổi.
Phương trình Mendeleev-Clapeyron
Trước khi thảo luận về các định luật khí, cần phải biết phương trình Mendeleev-Clapeyron là gì và phương trình này liên quan như thế nào đến chất khí và các định luật của chúng. Để mô tả sự phụ thuộc vào nhau của tất cả các chỉ số giống nhau - áp suất, thể tích, nhiệt độ, hằng số khí phổ quát và thể tích (mol) cũng được thêm vào.
Phương trình có dạng sau: pV=RT.
R - hằng số khí phổ quát, bạn có thể tự tính toán hoặc sử dụng giá trị đã biết - 8, 3144598 (48)J⁄(mol ∙ K).
Như vậy, thể tích mol là tỷ số giữa thể tích với lượng chất (tính theo mol), và lượng chất lần lượt là tỷ số giữa khối lượng và khối lượng mol.
Phương trình có thể được viết như saucách: pV=(m / M)RT.
Những định luật nào của chất khí tồn tại trong vật lý
Như đã đề cập trước đó, các quá trình đẳng áp được xem xét trong vật lý. Có công thức về sự phụ thuộc của ba đại lượng cơ bản (thể tích, áp suất, nhiệt độ) vào nhau. Các định luật khí trong vật lý:
Định luật
Định luật
Định luật
Định luật khí: Hóa học
Trong số các luật này:
- Định luậtAvogadro. Nó được xây dựng như sau: các thể tích bằng nhau của các chất khí khác nhau chứa cùng một số phân tử, các chất khác bằng nhau (áp suất và nhiệt độ). Từ luật này sau:ở điều kiện thường (điều kiện thường là áp suất 101,235 kPa và nhiệt độ 273 K), thể tích của một chất khí hoàn toàn chiếm bởi 1 mol là 22,4 lít.
- Định luật D alton: thể tích chiếm của các khí phản ứng với nhau và các sản phẩm thu được trong phản ứng, khi chia phần thứ nhất cho phần thứ hai, ta được các số nguyên nhỏ nhưng chính xác, được gọi là hệ số.
- Định luật áp suất riêng phần: để xác định áp suất của hỗn hợp khí, cần phải cộng áp suất tạo bởi các khí trong hỗn hợp.
Nhiều định luật áp dụng cho chất khí
Có lẽ nhiều người nghĩ rằng chất khí là trạng thái tập hợp đơn giản nhất: cả hai hạt đều chuyển động ngẫu nhiên và khoảng cách giữa chúng là cực đại (đặc biệt là so với chất rắn), và khối lượng của những hạt giống nhau này là nhỏ. Tuy nhiên, các định luật được áp dụng để mô tả trạng thái của các chất đó rất đa dạng. Từ những gì đã nói ở trên, không chỉ vật lý giải quyết việc nghiên cứu câu hỏi về các định luật khí. Hơn nữa, cả trong vật lý và hóa học không có một hoặc hai trong số chúng. Từ điều này, người ta có thể rút ra kết luận rằng điều tưởng như đơn giản không phải lúc nào cũng như vậy trong thực tế.
