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Definition und Beispiele des kombinierten Gasgesetzes

Das kombinierte Gasgesetz kombiniert die drei Gasgesetze. Boyles Gesetz. Charles ‚Gesetz und Gay-Lussacs Gesetz. Es besagt, dass das Verhältnis des Produkts aus Druck und Volumen und der absoluten Temperatur eines Gases gleich einer Konstanten ist. Wenn das Avogadro-Gesetz zum kombinierten Gasgesetz hinzugefügt wird, ergibt sich das ideale Gasgesetz. Im Gegensatz zu den genannten Gasgesetzen hat das kombinierte Gasgesetz keinen offiziellen Entdecker. Es ist einfach eine Kombination der anderen Gasgesetze, die funktioniert, wenn alles außer Temperatur, Druck und Volumen konstant gehalten wird.

Es gibt einige gängige Gleichungen zum Schreiben des kombinierten Gasgesetzes. Das klassische Gesetz bezieht Boyles Gesetz und Charles ‚Gesetz auf Folgendes:

PV / T=k

wobei P=Druck, V=Volumen, T=absolute Temperatur (Kelvin) und k=konstant.

Die Konstante k ist eine echte Konstante, wenn sich die Molzahl des Gases nicht ändert. Ansonsten variiert es.

Eine andere übliche Formel für das kombinierte Gasgesetz bezieht sich auf „vor und nach“ Bedingungen eines Gases:

P 1 V 1 / T 1=P 2 V 2 / T 2

 

Beispiel

Finden Sie das Volumen eines Gases bei STP, wenn 2,00 Liter bei 745,0 mm Hg und 25,0 Grad Celsius gesammelt werden.

Um das Problem zu lösen, müssen Sie zunächst die zu verwendende Formel identifizieren. In diesem Fall werden Fragen zu den Bedingungen bei STP gestellt, sodass Sie wissen, dass es sich um ein „Vorher und Nachher“ -Problem handelt. Als nächstes müssen Sie STP verstehen. Wenn Sie dies noch nicht auswendig gelernt haben (und dies wahrscheinlich auch tun sollten, da es häufig vorkommt), bezieht sich STP auf “ Standardtemperatur und -druck“, dh 273 Kelvin und 760,0 mm Hg.

Da das Gesetz mit absoluter Temperatur arbeitet, müssen Sie 25,0 Grad Celsius in die Kelvin-Skala umrechnen  . Dies gibt Ihnen 298 Kelvin.

An diesem Punkt können Sie die Werte in die Formel einfügen und nach dem Unbekannten suchen. Ein häufiger Fehler, den manche Leute machen, wenn sie neu in dieser Art von Problem sind, ist die Verwirrung darüber, welche Zahlen zusammenpassen. Es wird empfohlen, die Variablen zu identifizieren. In diesem Problem sind sie:

P 1  = 745,0 mm Hg
V 1  = 2,00 L
T 1  = 298 K
P 2  = 760,0 mm Hg
V 2  = x (das Unbekannte, nach dem Sie suchen )
T 2  = 273 K.

Nehmen Sie als nächstes die Formel und richten Sie sie ein, um nach dem unbekannten „x“ zu suchen, das in diesem Problem V 2 ist:

P 1 V 1  / T 1  = P 2 V 2  / T 2

Kreuzmultiplizieren, um die Brüche zu löschen:

P 1 V 1 T 2  = P 2 V 2 T 1

Teilen, um V 2 zu isolieren :

V 2  = (P 1 V 1 T 2 ) / (P 2 T 1 )

Stecken Sie die Zahlen ein und lösen Sie für V2:

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

Geben Sie das Ergebnis mit der richtigen Anzahl signifikanter Zahlen an :

V 2  = 1,80 l

 

Anwendungen

Das kombinierte Gasgesetz hat praktische Anwendungen beim Umgang mit Gasen bei normalen Temperaturen und Drücken. Wie andere Gasgesetze, die auf einem idealen Verhalten beruhen, wird es bei hohen Temperaturen und Drücken weniger genau. Das Gesetz wird in der Thermodynamik und Strömungsmechanik angewendet. Beispielsweise kann es verwendet werden, um Druck, Volumen oder Temperatur für das Gas in Wolken zu berechnen, um das Wetter vorherzusagen.

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