Газовые законы

Закон кратных отношений: Если два элемента образуют между собой несколько соединений, то массы одного элемента, соединяющиеся с одной и той же массой другого элемента, относятся между собой как небольшие целые числа.

Закон простых объемных отношений: При неизменных температуре и давлении объемы реагирующих газов относятся друг к другу и к объемам газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа.

Состояние идеального газа (молекулы которых не взаимодействуют друг с другом) заданной массы характеризуется тремя параметрами: давлением P, объемом V и температурой Т. Между этими величинами экспериментально установлены следующие соотношения:

1) при постоянной температуре (закон Бойля-Мариотта):

P₁ ∙ V₁ = P₂ ∙ V₂ или P ∙ V = const;

2) при постоянном давлении (закон Гей-Люссака):

или = const;

3) при постоянном объеме (закон Шарля):

или = const.

Из этих трех законов можно вывести один, объединенный газовый закон:

или = const

Уравнение для одного моль газа было выведено Д.И. Менделеевым:

P ∙ V = R ∙ T,

где R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль ∙ К).

Для произвольного количества газа:

P ∙ V = n ∙ R ∙ T или ,

которое называется уравнением Клапейрона-Менделеева.

Универсальная газовая постоянная представляет собой работу расширения одного моль газа при увеличении температуры его на один градус.

Закон Авогадро: в равных объемах любых газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

Следствия из закона Авогадро:

1. Один моль любого газа при одинаковых условиях занимает один и тот же объем. Объем, занимаемый одним моль газообразного вещества, называется молярным объемом (V₀). При нормальных условиях (температура 0^оС, давление 101,325 кПа) V₀ = 22,4 л.

2. Один моль любого вещества содержит число Авогадро N_A структурных единиц (молекул, атомов, ионов и др.): N_A = 6,02 10²³ моль^-1.

Число атомов N_A в 0,012 кг углерода (т.е. в 1моль) легко определить, зная массу атомов углерода (1,993 ∙ 10⁻²⁶ кг):

.

3. Относительная плотность газа по другому газу (отношение масс равных объемов различных газов равно отношению их молекулярных масс):

4. Парциальным давлением газа в газовой смеси называют давление, которое производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем всей газовой смеси.

Закон парциальных давлений: Общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений ее составных частей.