דוגמת החוק של אבוגדרו

חוק הגז של אבוגדרו קובע ה כרך של גז פרופורציונלית למספר השומות של גז נוכח כאשר הטמפרטורה והלחץ מוחזקים קבועים. בעיה דוגמא זו ממחישה כיצד להשתמש בחוק של אבוגדרו כדי לקבוע את נפח הגז כאשר נוסף גז נוסף למערכת.

לפני שתוכל לפתור כל בעיה הנוגעת לחוק הגז של אבוגדרו, חשוב לבדוק את המשוואה לחוק זה. יש כמה דרכים לכתוב את זה חוק גז, שזה יחס מתמטי. ניתן לומר:

k = V / n

כאן, k הוא קבוע מידתיות, V הוא נפח הגז, ו- n הוא מספר השומות של הגז. החוק של אבוגדרו אומר גם שקבוע הגז האידיאלי הוא אותו ערך לכל הגזים, כך:

קבוע = p₁V₁/ ת₁n₁ = P₂V₂/ ת₂n₂
V₁/ n₁ = V₂/ n₂
V₁n₂ = V₂n₁

כאשר p הוא לחץ של גז, V הוא נפח, T הוא טמפרטורה, ו- n הוא מספר שומות.

דגימה של 6.0 ליטר ב 25 מעלות צלזיוס ו -2.00 אטם לחץ מכילה 0.5 מול גז. אם מוסיפים 0.25 מול גז נוסף באותו לחץ וטמפרטורה זהים, מהו הנפח הכולל הסופי של הגז?

ראשית, הביע את החוק של אבוגדרו בנוסחה שלו:

V_אני/ n_אני = V_ו/ n_ו
איפה
V_אני = נפח התחלתי
n_אני = מספר שומות ראשוני
V_ו = נפח סופי
n_ו = מספר שומות אחרון

לדוגמה זו, V_אני = 6.0 L ו- n_אני = 0.5 שומה. כאשר מתווסף 0.25 שומה:

n_ו = n_אני + 0.25 שומה
n_ו = 0.5 שומה = 0.25 שומה
n_ו = 0.75 שומה

המשתנה היחיד שנותר הוא הנפח הסופי.

V_אני/ n_אני = V_ו/ n_ו

לפתור ל V_ו

V_ו = V_אניn_ו/ n_אני
V_ו = (6.0 L x 0.75 מול) /0.5 שומה
V_ו = 4.5 ליטר / 0.5 וולט_ו = 9 ל '

בדוק אם התשובה הגיונית. הייתם מצפים שהנפח יגבר אם יתווסף עוד גז. האם הנפח הסופי גדול מהנפח הראשוני? כן. ביצוע בדיקה זו מועיל מכיוון שקל להכניס את המספר הראשוני של שומות למספר ואת המספר הסופי של שומות במכנה. אם זה היה קורה, התשובה האחרונה של אמצעי האחסון הייתה קטנה מהנפח הראשוני.

לפיכך, הנפח הסופי של הגז הוא 9.0

• בניגוד המספר של אבוגדרוהחוק של Avogadro הוצע למעשה על ידי אמדאו אבוגדרו. בשנת 1811 הוא שיער כי שתי דגימות של גז אידיאלי עם אותו נפח ובאותו לחץ וטמפרטורה הכילו את אותו מספר מולקולות.
• החוק של אבוגדרו נקרא גם העיקרון של אבוגדרו או ההשערה של אבוגדרו.
• בדומה לחוקי הגז האידיאליים האחרים, החוק של אבוגדרו רק מתקרב להתנהגותם של גזים אמיתיים. בתנאים של טמפרטורה או לחץ גבוה החוק אינו מדויק. הקשר עובד בצורה הטובה ביותר עבור גזים המוחזקים בלחץ נמוך ובטמפרטורות רגילות. כמו כן, חלקיקי גז קטנים יותר - הליום, מימן וחנקן - מניבים תוצאות טובות יותר מאשר מולקולות גדולות יותר, שיש סיכוי גבוה יותר ליצור אינטראקציה זו עם זו.
• קשר מתמטי נוסף המשמש לביטוי החוק של אבוגדרו הוא:

V / n = k

כאן, V הוא הנפח, n הוא מספר השומות של הגז, ו- k הוא המידתיות קבועה. חשוב לציין שזה אומר שקבוע הגז האידיאלי הוא אותו הדבר לכל הגזים.