理想気体モデルと実在気体の挙動パターンガス

ボイルズの法則。チャールズ・ロー。アボガドロの法則。モル体積。

ボイルの法則。ボイルの法則は、一定の温度に保たれた気体の圧力と体積の間に反比例関係があることを説明します。これはリチャード・タウンリーとヘンリー・パワーによって発見されましたが、ロバート・ボイルによって確認され、発表されました。これは、容器に充填されたガスの圧力が増加すると、体積が減少することを単純に述べています。理想気体方程式からの導出。ボイルの法則は、一定の温度と一定のガス量における圧力と体積によって表されます。したがって P=1/V。

理想気体方程式は PV=nRT。一定の温度と一定のガス量を指定することで、ボイルの法則として表すことができます。この場合、nRT は定数となり、k として表すことができます。したがって、ガスの体積が変化すると圧力も変化します。ガスの初期圧力と体積の積は、ガスの最終圧力と体積の積に等しいと言えます。この方程式の用途を想像できますか?。この式は、ガスの体積の減少または圧力の上昇を予測するために使用されます。ガスの量と温度は一定に保たれます。

例1。ガスで満たされた容器がピストンによって押されると、その容積は減少します。圧力が上昇すると、ボイルの法則の結果として体積は減少します。深海に生息する魚は水面に上がると死んでしまうという事実があります。これは血液中に溶解したガスが膨張することによって起こり、死に至ります。体系的な例を見てみましょう。ここでガスは容器の壁に 4kpa の圧力をかけます。その容器を15Lの大きな容器に移すと、ガスによる圧力は8kpaに増加します。最初の容器の容積を調べてみましょう。一定量のガスと一定温度を保ちます。したがって、コンテナの容量は30Lです。

チャールズ法。気体の法則とは、あらゆる理想気体の体積が温度と正の相関関係にあることを述べている法則です。体積は、一定圧力でのガスの絶対温度に正比例します。ジャック・シャルルによって出版されました。この法則は温度の上昇に伴って体積が増加する仕組みを詳しく説明しているため、体積の法則と呼ばれています。したがって、温度が上昇すると体積が増加し、その逆も同様です。そのため、シャルルの法則は理想気体の法則の特殊なケースです。

理想気体方程式からの導出。理想気体方程式は PV=nRTしかし、一定の圧力の場合 nR/p=kここでkは定数です。それから v=kt。 V と T は比例して変化します。このように、k はガスの圧力、量、単位によって異なります。最初は、 V1初期ボリュームであり、 T1初期温度です。温度が上昇すると、 T2そして音量の上昇は V2。シャルルの法則は冬と夏に適用できると思いますか?。

例1。冬は気温が下がり、その結果、音量も下がります。これにより、人間の肺の容量が縮小します。これにより、アスリートが良いパフォーマンスを発揮することが難しくなります。風船が縮みます。暑い時期には車のディーゼル燃料タンクに燃料を補給しない方が良いと言われています。タンクを少し空のままにしておくことをお勧めします。それは、暑い天候では温度が上昇し、エンジン内のガスの量が増加するためです。これは生命にとって非常に危険です。これはシャルルの法則の良い例です。

250cm³の体積のガスの温度が 10°C1気圧の圧力です。気温が上昇すると 150°Cガスの体積はどれくらいになりますか？。まず第一に、圧力が一定であることは明らかですそこでシャルルの法則を適用します。ボリュームの増加 V23736cm³です。

アボガドロの法則アボガドロの法則とは、同じ温度と圧力の条件下では、同じ体積の異なる気体には同数の分子が含まれるという法則です。理想気体を仮定した気体の運動論によって分類されます。この法則は、低圧および高温の実在気体に適用されます。それは次のように表される NAアボガドロ定数 6.02214076x10²³。この法則はアメデオ・アボガドロによって提唱されました。

アボガドロの法則は理想気体の法則から導かれる PV=nRT理想気体方程式です。ここで、R は気体定数、T は k 単位の温度、P はパスカル単位の圧力です。したがって RT/P = k。 kは定数です。それで V=nk。体積はモルに正比例します。 V=nこれはアボガドロの法則を数学的に表現したものです。例えば、酸素分子の重量は32g/molで、質量は32グラムで、 6.02214076x10²³粒子の数。

アボガドロの法則は、理想気体定数がすべての気体に対して同じ値であることを示しています。したがって、初期値と最終値の式がここに記述されます。アボガドロの法則の例を知っていますか?。 5L のガスには 15 モルの分子が含まれているという体系的な例を見てみましょう。量が 27 モルに増加した場合、ガスの新しい体積はいくらになりますか?。圧力と絶対温度は一定であると仮定します。

モル体積。標準温度および圧力における 1 モルのガスの体積です。これは、m³/mol の Vm で表されます。 cm⁴/mol や dm⁴/mol 単位で表すこともできます。モル質量を割ることで計算できる M密度によってこの1モルのガスのモル容積は STP固定値は 2241 リットルです。式は説明どおりです。モル体積はモル質量に正比例し、質量密度に反比例します。

例を挙げて説明しましょう。密度157g/Lの酸素ガスが存在します。標準温度と圧力でのモル体積はどれくらいでしょうか?。思い出してみましょう Vm=molar mass/density。 1019Lになります。実験的決定。実験によって標準温度と圧力における水素のモル体積を調べてみましょう。この実験では、マグネシウム金属と塩酸を反応させて水素を作ります。

酸は金属と反応して金属塩と水素ガスを形成します。マグネシア金属は非常に反応性の高い金属です。塩酸と反応して塩化マグネシウムと水素ガスを生成します。質量が 003 で 2 グラムのマグネシア金属 Mg の小片があります。博物館のリボンを銅線で巻きました銅は塩酸と反応しないので、水素ガスは発生しません。銅線の役割は、反応中にマグネシウムリボンを所定の位置に保持することです。ミリリットルと10分の1ミリリットル単位で生成されたガス収集チューブを使用します。

次に、6 モルの塩酸を約 10 ミリリットル慎重にチューブに加えます。塩酸の量は重要ではありません。次に、密度の低い水が塩酸の上に浮くように、チューブを斜めにしながら慎重にチューブに水を入れます。次に、中くらいのリボンを溶液の中に入れ、銅線で固定します。次に、ガス収集チューブの口に指を置きます。次に、チューブを水の入った大きなビーカーの中に逆さまに置きます。塩酸は密度が高いため、水中を下方に移動します。

塩酸がマグネシウム金属に達すると水素ガスが発生します。この水素ガスは水の置換によって収集されます。マグネシウムが完全に反応すると、水素ガスが周囲の空気と同じ温度になるまで数分間放置されます。次にチューブを大きな水槽に移動します。チューブ内の水位とチューブ外の水位が同じになるようにチューブを上げたり下げたりします。外部圧力は生体圧力または大気圧に等しく、ガス収集チューブからの水素ガスの量を記録します。この容積は、タンク内の水の温度を測定することによって水蒸気の圧力に合わせて補正されます。

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