Газовые законы, закон Бойля и свойства газообразных материалов

| 1 октября, 2021 | Физика

Частицы любого материала движутся в непрерывном случайном движении, этот тип движения различается в зависимости от состояния вещества. Итак, мы обнаруживаем, что твердые молекулы движутся только в колебательном движении, молекулы жидкости движутся в поступательном и колебательном движении, а молекулы газа движутся в случайное поступательное движение.

Свойства газообразных материалов

  1. Молекулы газа находятся в непрерывном случайном движении, которое в честь шотландского ученого Брауна называется броуновским движением.
  2. Между молекулами газа существуют межмолекулярные промежутки, более или менее постоянные для разных газов.
  3. Газы сжимаемые.

Коричневое движение представляет собой группу случайного движения из жидких частиц (жидкости или газа) во всех направлениях на короткие расстояния , Браун ( шотландский ученый) открыт в 1827 году , что крошечные пыльцевые зерна суспендируют в воде двигаться в случайном движении.

Молекулы воздуха (газа) движутся беспорядочным (случайным) движением во всех направлениях с разными скоростями. Во время своего движения они сталкиваются друг с другом и сталкиваются со стенками ящика. Причина этого в том, что молекулы газа находятся в свободном движении. и при непрерывном столкновении, поэтому они случайным образом меняют свое направление.

Молекулы газа движутся случайным образом. Во время этого движения они сталкиваются друг с другом и сталкиваются со стенками контейнера, в котором они находятся.

Сжимаемость газов

Если газ является сжимаемым, Большие межмолекулярные пространства между молекулами уменьшается, таким образом , объем , занимаемый газом уменьшается, объем газа зависит от изменений в давлении , а также в температуре или как время в случае твердых или жидких веществ , Том изменяется при изменении температуры, но не давления, поскольку они несжимаемы, таким образом:

Эксперименты, проводимые для оценки теплового расширения газа, сложны, чтобы полностью изучить поведение газа, отношения между тремя переменными, которые являются объемом , давлением и температурой , которые известны как ( законы газов) .

Газовые законы

  1. Закон Бойля: изучите связь между объемом и давлением при постоянной температуре .
  2. Закон Чарльза : изучитесвязь между объемом и температурой при постоянном давлении .
  3. Закон давления или закон Джолли : изучитесвязь между давлением и температурой при постоянном объеме .
  4. Общий (универсальный) закон газов : Изучитесвязь между давлением , объемом и температурой .

Закон Бойля

Связь между объемом и давлением газа при постоянной температуре (закон Бойля).

Структура аппарата: он состоит из бюретки (A), соединенной резиновой трубкой со стеклянным резервуаром (B), содержащим подходящее количество ртути (A) и (B), установленными бок о бок на вертикальной стойке с линейкой, прикрепленной к основание, на котором подставка регулируется по вертикали.

Резервуар (B) перемещается вдоль подставки вверх или вниз и может быть закреплен в любом желаемом положении. Две трубки содержат подходящее количество ртути.

Следующие факторы должны быть постоянными для проверки закона Бойля: температура , масса газа и атмосферное давление. Бюретка (A) должна иметь одинаковую площадь поперечного сечения, чтобы длина столба захваченного воздуха была мерой объема газа. .

  1. Определить атмосферное давление (Р а) У петь ртути барометр в см рт.
  2. Откройте кран (A) и перемещайте резервуар (B) вверх и вниз до тех пор, пока уровни ртути в двух трубках не окажутся на одном горизонтальном уровне.
  3. Закройте кран (A), чтобы уловить объем воздуха (V ol) 1 , давление P 1 = P a .
  4. Переместите резервуар (B) вверх, чтобы объем захваченного воздуха в резервуаре (A) уменьшился до (V ol) 2, а его давление стало P 2 = P a + h.
  5. Переместите резервуар (B) вниз, чтобы объем захваченного воздуха в резервуаре (A) уменьшился до (V ol) 3, а его давление стало P 3 = P a — h.
  6. Повторите шаги 4, 5 несколько раз и каждый раз определяйте P, V ol, азатем табулируйте результаты.
  7. Нарисуйте графическое соотношение между (V ol) на (ось X) и (1 / ρ) на (ось Y). Таким образом вы получите прямую линию.

По мере увеличения давления газа объем газа уменьшается, и наоборот. Таким образом, соотношение между объемом и давлением газа является соотношением обратной пропорциональности.

В ол α 1 / Р

При постоянной температуре произведение (V ol ) и (P) любой заданной массы газа постоянно.

PV ol = Константа

Заявление закона Бойля

Объем фиксированной массы газа обратно пропорционален давлению при постоянной температуре.

Или при постоянной температуре произведение определенного объема любой данной массы газа на его давление постоянно.

P 1 / P 2 = ( Объем ) 2 / ( Объем ) 1

Или P 1 (V ol ) 1 = P 2 (V ol ) 2

PV = Константа = P 1 V 1 = P 2 V 2 = P 3 V 3

Газ не подчиняется закону Бойля при очень высоких или очень низких давлениях. Газ подчиняется закону Бойля только на прямой части графика.

Если два газа смешиваются друг с другом, мы можем рассчитать, используя следующее соотношение при постоянной температуре:

PV ol (смесь) = P 1 (V ol ) 1 + P 2 (V ol ) 2

Где: Р 1 , Р 2 представляет давление в ТВтом уплотнительных газах перед смешиванием.

Если под поверхностью воды есть пузырьки воздуха, то они поднимаются над поверхностью воды с постоянной температурой .

P 1 (V ol ) 1 = P 2 (V ol ) 2

(P a + ρgh) (V ol ) 1 = P a (V ol ) 2

Где h — глубина пузыря внутри жидкости.

Если капиллярная трубка, содержащая столбик ртути длиной (h), захватила определенный объем воздуха длиной (l).

Когда тубу ставят горизонтально, то держите вертикально открытым концом вниз.

P 1 (V ol ) 1 = P 2 (V ol ) 2

P a l 1 = (P a — h) l 2

Когда трубка помещается горизонтально, затем удерживается вертикально открытым концом вверх.

P 1 (V ol ) 1 = P 2 (V ol ) 2

P a l 1 = (P a + h) l 2