Den kombinerte gassloven

Paul Taylor/Getty Images

Den kombinerte gassloven kombinerer de tre gass lover: Boyles lov , Charles' lov , og Gay-Lussacs lov . Den sier at forholdet mellom produktet av press og volum og absolutt temperatur av en gass er lik en konstant. Når Avogadros lov er lagt til den kombinerte gassloven, den ideelle gassloven resultater. I motsetning til de navngitte gasslovene, har ikke den kombinerte gassloven en offisiell oppdager. Det er ganske enkelt en kombinasjon av de andre gasslovene som fungerer når alt unntatt temperatur, trykk og volum holdes konstant.

Det er et par vanlige ligninger for å skrive den kombinerte gassloven. Den klassiske loven relaterer Boyles lov og Charles' lov for å si:

PV/T = k

hvor P = trykk, V = volum, T = absolutt temperatur (Kelvin), og k = konstant.

Konstanten k er en sann konstant hvis antall mol av gassen ikke endres. Ellers varierer det.

En annen felles formel for den kombinerte gassloven gjelder 'før og etter'-forhold for en gass:

P₁I₁/ T₁= P_toI_to/ T_to

Eksempel

Finn volumet av en gass ved STP når 2,00 liter samles ved 745,0 mm Hg og 25,0 grader Celsius.

For å løse problemet må du først identifisere hvilken formel du skal bruke. I dette tilfellet spør spørsmålet om forholdene ved STP, slik at du vet at du har et 'før og etter'-problem. Deretter må du forstå STP. Hvis du ikke har lært dette utenat allerede (og det burde du sannsynligvis, siden det vises mye), refererer STP til ' standard temperatur og trykk ,' som er 273 Kelvin og 760,0 mm Hg.

Fordi loven fungerer med absolutt temperatur, må du konvertere 25.0 grader Celsius til Kelvin-skalaen . Dette gir deg 298 Kelvin.

På dette tidspunktet kan du koble verdiene inn i formelen og løse det ukjente. En vanlig feil noen mennesker gjør når de er nye til denne typen problemer, er å forvirre hvilke tall som passer sammen. Det er god praksis å identifisere variablene. I denne oppgaven er de:

P₁= 745,0 mm Hg
I₁= 2,00 L
T₁= 298 K
P_to= 760,0 mm Hg
I_to= x (det ukjente du løser for)
T_to= 273 K

Deretter tar du formelen og setter den opp for å løse den ukjente 'x', som i denne oppgaven er V_to:

P₁I₁/ T₁= P_toI_to/ T_to

Kryssmultipliser for å fjerne brøkene:

P₁I₁T_to= P_toI_toT₁

Del for å isolere V_to:

I_to= (P₁I₁T_to) / (P_toT₁)

Plugg inn tallene og løs for V2:

I_to= (745,0 mm Hg · 2,00 L · 273 K) / (760 mm Hg · 298 K)
I_to= 1,796 L

Rapporter resultatet med riktig antall betydelige tall :

I_to= 1,80 L

applikasjoner

Den kombinerte gassloven har praktiske anvendelser ved håndtering av gasser ved vanlige temperaturer og trykk. Som andre gasslover basert på ideell oppførsel, blir den mindre nøyaktig ved høye temperaturer og trykk. Loven brukes i termodynamikk og fluidmekanikk. For eksempel kan den brukes til å beregne trykk, volum eller temperatur for gassen i skyer for å varsle vær.