Закон Чарльза, закон Джолли и общий газовый закон
Газы сжимаются при охлаждении и расширяются при нагревании. Равные объемы различных газов расширяются одинаково при нагревании за счет одинаковогоповышения температуры. Другими словами, они имеют одинаковый коэффициент объемного расширения, закон Чарльза выражает влияние температуры на объем газа при постоянное давление .
Закон Чарльза
Все газа имеет одинаковый коэффициент объемного расширения , при постоянном давлении, так что коэффициент объемного расширения (α v ) может быть определена из следующего соотношения:
α v = Δ ( Объем ) / [( Объем ) 0 ° C Δt]
α v = [(V ol ) t — (V ol ) 0 ° C ] / [(V ol ) 0 ° C Δt]
Единицей измерения коэффициента объемного расширения является (Кельвин) -1 = (K -1 ).
Коэффициент объемного расширения газа при постоянном давлении (α v ) — это увеличение объема при постоянном давлении на единицу объема при 0 ° C для повышения температуры, или это отношение увеличения объема к исходному объему при 0 ° C для повышения температуры на 1 ° C при постоянном давлении.
Когда коэффициент объемного расширения газа при постоянном давлении = (1/273) K −1 , Это означает, что увеличение объема при постоянном давлении на единицу объема при 0 ° C на 1 ° C повышение температуры = 1/273 оригинального объема.
Чтобы преобразовать градусы Цельсия в Кельвина, мы используем следующее соотношение: T (° K) = t ° C + 273
Где: (T) → Температура по шкале Кельвина, (t) → Температура по шкале Цельсия.
Закон Чарльза: при постоянном давлении объем данной массы газа увеличивается на 1/273 от его первоначального объема при 0 ° C на каждый градус Кельвина повышения температуры, или при постоянном давлении объем фиксированной массы газа напрямую определяется пропорциональна его температуре по шкале Кельвина.
Математическая формула закона Чарльза: V 1 / V 2 = T 1 / T 2
( Объем ) 1 / ( Объем ) 2 = Т 1 / Т 2
Т 1 = 273 + t 1 , Т 2 = 273 + t 2
( Объем ) 1 / ( Объем ) 2 = (273 + t 1 ) / (273 + t 2 )
(V ол ) 1 / (V ол ) 2 = (1 + 1/273 т 1 ) / (1 +1/273 т 2 ), α v = 1/273
∴ (V ol ) 1 / (V ol ) 2 = (1 + α v t 1 ) / (1 + α v t 2 )
Если два газа смешиваются при постоянном давлении , то
(V ol ) / T (mix.) = [(V ol ) 1 / T 1 ] + [(V ol ) 2 / T 2 ]
Закон Джолли или закон давления
Закон Джолли выражает связь между давлением газа и его температурой при постоянном объеме. Давление газов увеличивается за счет повышения температуры. Увеличение давления постоянно для всех газов .
При постоянном объеме давление данной массы газа увеличивается за счет увеличения температуры. При постоянном объеме равное давление различных газов увеличивается одинаково при нагревании до одинаковой температуры.
Коэффициент расширения под давлением постоянен для всех газов. Равные давления разных газов увеличиваются одинаково при нагревании за счет одинакового повышения температуры, потому что коэффициент расширения для любого газа при постоянном объеме постоянен.
При постоянном объеме увеличение давления (Δ P) прямо пропорционально:
- Исходное давление при 0 ° C (P o): Δ P ∝ P 0 ° C
- Повышение температуры (Δ t): Δ P ∝ Δ t
∴ Δ P ∝ P 0 ° C Δ t
∴ Δ P = постоянная P 0 ° C Δ t
∴ Δ P = β p P 0 ° C Δ t
Где (β p ) — коэффициент расширения давления
β p = Δ P / (P 0 ° C Δ t)
β p = (P t — P 0 ° C ) / (P 0 ° C × Δ t)
Единицей измерения коэффициента расширения давления является (Кельвин -1 ) или К -1 .
Коэффициент расширения давления газа при постоянном объеме (β p ) — это увеличение давления газа на единицу давления при 0 ° C, когда температура увеличивается на 1 ° C при постоянном объеме.
Или это отношение увеличения давления газа к исходному давлению при 0 ° C, когда температура повышается на 1 ° C при постоянном объеме.
Когда коэффициент расширения давления газа = 1/273 K −1 , Это означает, что увеличение давления газа на единицу давления при 0 ° C, когда температура увеличивается на 1 ° C при постоянном объеме = 1/273 исходного объем .
Коэффициент расширения газа под давлением можно определить, зная его давление при t 1 , t 2 при постоянном объеме из соотношения:
P 1 / P 2 = (1+ β p t 1 ) / (1+ β p t 2 )
Закон Джолли или закон давления: давление данной массы газа, сохраняемое в постоянном объеме, увеличивается на 1/273 от его давления при 0 ° C на каждый градус Кельвина повышения температуры, или при постоянном объеме давление фиксированной массы. Количество газа прямо пропорционально его температуре по шкале Кельвина.
Абсолютный ноль (ноль Кельвина) с помощью аппарата Чарльза: Абсолютный ноль — это температура, при которой объем идеального газа исчезает теоретически при постоянном давлении.
Когда абсолютный ноль равен = -273 ° C, это означает, что температура, при которой объем идеального газа исчезает теоретически при постоянном давлении = -273 ° C.
Абсолютный ноль (ноль Кельвина) с помощью аппарата Джолли: Абсолютный ноль — это температура, при которой давление идеального газа исчезает теоретически при постоянном объеме.
Когда абсолютный ноль равен = -273 ° C, это означает, что температура, при которой давление идеального газа исчезает теоретически при постоянном объеме = -273 ° C.
Температура по шкале Кельвина всегда является положительным значением, а температура по шкале Цельсия может иметь положительное или отрицательное значение.
Общий газовый закон
Общий газовый закон изучает поведение газа при одновременном изменении объема, давления и температуры газа, а также объясняет взаимосвязь между тремя переменными вместе.
Из закона Бойля: V ol ∝ 1 / p, Из закона Чарльза: V ol T.
∴ V ol ∝ T / P, V ol = постоянная T / P
PV ol / T = постоянная
(P 1 (V ol ) 1 ) / T 1 = (P 2 (V ol ) 2 ) / T 2
Общий газовый закон: произведение объема фиксированной массы газа и его давления на его температуру по шкале Кельвина равняется постоянной величине.
ً Когда газ при (STP), So, P = 1,013 × 10 5 Н / м², T = 273 ° K.
При изменении плотности газа при постоянной массе Так:
P 1 / ρ 1 T 1 = P 2 / ρ 2 T 2
Если два газа смешиваются друг с другом, Итак:
(PV ol / T) (микс.) = (P 1 (V ol ) 1 ) / T 1 + (P 2 (V ol ) 2 ) / T 2