أحدث الموضوعات

معادلة القانون الموحد للغازات + مسائل محلولة The Combined Gas Law Equation



معادلة القانون الموحد للغازاتThe Combined Gas Law Equation

حالة الغاز یمكن تحدیدھا بدلالة كل من كمیته (n) وحجمه (V) وضغطه (P) ودرجة حرارته (T) والمعادلة التي تصف حالة غاز ما بدلالة هذه الخواص تسمى بمعادلة الحالة للغاز.

استنتاج معادلة القانون الموحد للغازات :

1- قانون بويل الذي يربط بين الضغط والحجم لعينة غاز ما عند درجة حرارة ثابتة:



2- قانون تشارلز الذي یربط بین الحرارة والحجم عند ضغط ثابت:



3- قانون غاي لوساك (أو قانون آمونتونز) الذي یربط بین الضغط ودرجة الحرارة عند حجم ثابت
:

یمكن دمج العلاقات السابقة في معادلة منفردة كما یلي :
وھذه العلاقة لا تكون صحیحة إلا عند ثبوت كمیة الغاز (n = constant)

وھو قانون صالح فقط مادامت كمیة الغاز (n) لم تتغیر وبالتالي یمكن كتابة ھذه العلاقة للحالة الابتدائية والنھائیة لغاز كما یلي:

استنتاجات هامة جداً من معادلة القانون الموحد للغازات:

من معادلة القانون الموحد للغازات:


أ) ھناك ست متغیرات إذا علمت خمس منھا یمكن حساب السادس.
ب) من معادلة القانون الموحد للغازات يمكن استنتاج قوانين الغازات الثلاثة فعندما يكون:
1) عند ثبوت درجة الحرارة فإن:  T1 = T2 نحصل على قانون بویل:P1V1 = P2V
2) عند ثبوت الحجم فإن:  V1 = V2 نحصل على قانون جاي لوساك:P1/T1 = P2/T2 
3) عند ثبوت الضغط فإن: P1 = P2 (P ثابتة) نحصل على قانون شارل : V1/T1 = V2/T2

والظروف القیاسیة للضغط ودرجة الحرارة (STP) (standard temperature and pressure هي:
0Co = 273 K  ,  P = 1atm = 101.325 KPa T=

مسائل محلولة

مثال (1): عينة من غاز النيون تشغل حجماً قدره 10 L عند 27 Co تحت ضغط 985 torr  ماالحجم الذي تشغله عند الظروف القياسية Standard Conditions؟
الحل:

مثال (2): عينة غاز تشغل 10 L عند 240 Co تحت ضغط  80 KPa، عند أى درجة حرارة سيشغل الغاز 20 L ، إذا زدنا الضغط إلى 107 KPa ؟
الحل:

مثال (3): ما الحجم المتوقع لغاز عند STP إذا وجد أنه يشغل حجماً مقداره 255 cm3 عند درجة حرارة 25 Co وضغط  85 KPa ؟
الحل:

مثال (4): عينة من الغاز تمارس ضغطاً قدره 82.5 KPa في وعاء حجمه 300 cm3 عند 25 Co ، ما الضغط الذي ستمارسه نفس عينة الغاز في وعاء حجمه 500 cm3 عند درجة حرارة 50 Co ؟
الحل:



مثال (5): وجد أن ضغط كمية من غاز ما موجود في إناء حجمه 4 L يساوي 3 atm عند 30 Co ، فكم يجب أن يساوي الحجم لكي يصبح الضغط  1.5 atm عند  10 Co؟
الحل:

مثال (6): غاز يشغل حجماً قدره لتر واحد عند درجة حرارة 27 Co ، 500 atm ، احسب حجم الغازعندما تتغير درجة الحرارة لتصبح 60 Co والضغط ليصبح 700 atm ؟
الحل:

مثال (7): یشغل غاز حجماً قدره 9 cm3 تحت ضغط ودرجة حرارة معینة. احسب حجم الغاز عندما تنقص درجة الحرارة إلى النصف والضغط یزداد إلى عشرة أضعاف؟
الحل:

مثال (8): صعدت فقاعة صغيرة من قاع بحيرة حيث درجة الحرارة 4 Co والضغط  3 atm إلى سطح الماء حيث حيث درجة الحرارة 25 Co والضغط 0.9 atm احسب حجم الفقاعة فوق سطح الماء إذا كان حجمها الإبتدائي 2 ml ؟
الحل:

مثال (9): 648 ml من غاز تحت ضغط 570 mmHg ودرجة حرارة 273 Co ، ماالحجم الذي سيشغله الغاز عند الشروط القياسية؟
الحل:
والظروف القیاسیة للضغط ودرجة الحرارة (STP) (standard temperature and pressure هي:
0Co = 273 K  ,  P = 1atm = 101.325 KPa T=

 المراجع
 - أسس الكيمياء العامة والفيزيائية- الجزء الأول.عمر بن عبد الله الهزازي ، قسم الكيمياء- كلية العلوم – جامعة أم القرى – المملكة العربية السعودية

ليست هناك تعليقات