Pirms meklēt frāzes "gāzes likums" nozīmi, ir jānoskaidro, kas ir gāze. Gāzes ir vielas, kuru daļiņas nejauši pārvietojas telpā. Šīm vielām ir raksturīga ļoti vāja starpmolekulāra, starpatomu un interjonu mijiedarbība. Gāzveida stāvokli sauc arī par gāzi, tas ir, vienu no četriem vielas agregētajiem stāvokļiem papildus šķidrajam, cietajam un plazmas stāvoklim. Gāzēm ir savi likumi. Kāds ir gāzes likums?
Definīcija
No fizikālā viedokļa gāzes likumi ir likumi, kas izskaidro izoprocesus, kas notiek ideālā gāzē. Interesants fakts ir tas, ka ķīmijā ir arī noteikti paraugi šādu vielu aprakstīšanai, kas sasaucas ar fizikas likumiem. Tomēr šie likumi attiecas uz īstām gāzēm. Tagad ir vērts saprast, kas ir ideāla gāze un izoprocess. Sāksim.
Ideāla gāze
Ideāla gāze ir reālas gāzes matemātisks modelis, kas pieņem, ka starp gāzes daļiņām nav mijiedarbības. No šī pieņēmumano tā izriet, ka daļiņas saskaras tikai ar trauku, kurā atrodas viela, kā arī šīs vielas daļiņu masa ir tik maza, ka to var pilnībā izslēgt no izskatīšanas.
Izoprocesi
Lai atbildētu uz jautājumu, kas ir izoprocess, ir jāvēršas pie termodinamikas (viena no fizikas nozarēm). Lai aprakstītu gāzes (ideālās gāzes) stāvokli, galvenie parametri ir spiediens, temperatūra un tilpums.
Tātad, izoprocesi ir procesi, kas notiek gāzēs, ja viens no šiem trim parametriem laika gaitā nemainās. Izotermiskajos procesos temperatūra nemainās, izobariskos procesos spiediens nemainās, un izohoriskos procesos tilpums nemainās.
Mendeļejeva-Klepeirona vienādojums
Pirms apspriest gāzes likumus, ir jāzina, kas ir Mendeļejeva-Klepeirona vienādojums un kā šis vienādojums attiecas uz gāzēm un to likumiem. Lai aprakstītu visu to pašu rādītāju atkarību viens no otra - spiediens, tilpums, temperatūra, tiek pievienota arī universālā gāzes konstante un tilpums (molārs).
Vienādojumam ir šāda forma: pV=RT.
R - universāla gāzes konstante, to varat aprēķināt pats, vai arī varat izmantot jau zināmo vērtību - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Tādējādi molārais tilpums ir tilpuma attiecība pret vielas daudzumu (molos), un vielas daudzums savukārt ir masas attiecība pret molāro masu.
Vienādojumu var uzrakstīt šādiveids: pV=(m/M)RT.
Kādi gāzu likumi pastāv fizikā
Kā jau minēts iepriekš, fizikā tiek aplūkoti izoprocesi. Ir formulas trīs pamatlielumu (tilpums, spiediens, temperatūra) atkarībai vienam no otra. Gāzes likumi fizikā:
- Boila-Mariota likums, ko piemēro izotermiska procesa gadījumā: spiediena un gāzes tilpuma reizinājums laika gaitā nemainās. Pamatojoties uz Mendeļejeva-Klapeirona vienādojumu - pV=(m / M)RT=const, šis likums nosaka, ka spiediena un tilpuma reizināšanas rezultāts būs nemainīgs, ja gāzes temperatūra un tās masa paliek nemainīga.
- Geja-Lusaka likums, kas attiecas uz izobāriskajiem procesiem. Šajā gadījumā tilpuma un temperatūras attiecība paliek nemainīga: V / T=konst. Gay-Lussac likumu var formulēt šādi: ja gāzes spiediens un masa laika gaitā nemainās, tad tilpuma koeficients, kas dalīts ar temperatūru, ir nemainīga vērtība.
- Kārlza likums - izohoriskajiem procesiem. Spiediena un temperatūras attiecība nemainās: p / T=konst. Šajā gadījumā gāzes spiediena un temperatūras attiecība ir nemainīga, kamēr spiediens un masa paliek nemainīgi.
Gāzes likumi: ķīmija
Starp šiem likumiem:
- Avogadro likums. Tas ir formulēts šādi: vienādos daudzumos dažādu gāzu ir vienāds skaits molekulu, pārējās lietas ir vienādas (spiediens un temperatūra). No šī likuma izriet -normālos apstākļos (normālie apstākļi ir spiediens 101,235 kPa un temperatūra 273 K) absolūti jebkuras gāzes tilpums, ko aizņem 1 mols, ir 22,4 litri.
- D altona likums: tilpumi, ko aizņem savā starpā reaģējošās gāzes un reakcijas laikā iegūtie produkti, dalot pirmo ar otro, iegūst mazus, bet tieši veselus skaitļus, kurus sauc par koeficientiem.
- Parciālo spiedienu likums: lai noteiktu gāzu maisījuma spiedienu, nepieciešams saskaitīt maisījuma gāzu radītos spiedienus.
Dažādi likumi, kas attiecas uz gāzēm
Iespējams, daudzi cilvēki domā, ka gāzes ir vienkāršākais no agregētajiem stāvokļiem: abas daļiņas pārvietojas nejauši, un attālums starp tām ir maksimālais (īpaši salīdzinājumā ar cietām vielām), un šo pašu daļiņu masa ir maza. Tomēr likumi, kas tiek piemēroti, lai aprakstītu šādu vielu stāvokļus, ir ļoti dažādi. No iepriekš teiktā izriet, ka ne tikai fizika nodarbojas ar gāzes likumu jautājuma izpēti. Turklāt gan fizikā, gan ķīmijā tādu nav viens vai divi. No tā var secināt, ka tas, kas šķiet vienkāršs, ne vienmēr tā ir patiesībā.
