A gáztörvények az ideális gáz (fizikai kémiában célszerűen a „tökéletes gáz” kifejezését használják) az ún. állapotjelzők (abszolút hőmérséklete [T]=K; nyomása [p]=Pa; térfogata [V]=m3) közötti összefüggések;
A három gáztörvényt (Boyle-Mariotte-törvényt, a Gay-Lussac I-II törvényt, bár az utóbbit nevezik Charles-törvénynek is) összevonva az egyesített gáztörvényt kapjuk.
pV/T = pV/T
E gáztörvénynél figyelembe véve az Avogadro-törvényt a tökéletes viselkedésű gázokra érvényes egyetemes vagy általános gáztörvény vezethető le; ahol az anyagmennyiség [n]=mol; az egyetemes gázállandó R=8.314 J/(molK):
pV=nRT
Azokat a gázokat, melyek ezen törvények szerint viselkednek, tökéletes (ideális) gázoknak hívják. Ténylegesen tökéletes gázok nem léteznek, a valóságos gázok csak többé-kevésbé követik a gáztörvényeket.
Gay-Lussac I. (Charles) törvénye: azt fogalmazza meg, hogy állandó nyomáson egy adott tömegű gáz térfogata az abszolút hőmérsékletével egyenes arányban változik, vagyis a gáz térfogatának és az abszolút hőmérsékletének a hányadosa állandó. (izobár folyamat)
(A törvényt először Joseph Louis Gay-Lussac fogalmazta meg 1802-ben, de ő Jacques Charles 1787 körül keletkezett kiadatlan művére hivatkozott.)
p=cons.
V/T=V/T
Gay-Lussac II. törvénye: az ideális gázok állandó térfogat melletti állapotváltozását leíró összefüggés. (izochor folyamat)
V=cons.
p/T=p/T
A Boyle-Mariotte-törvény kimondja, hogy egy adott mennyiségű ideális gáz térfogatának és nyomásának szorzata egy adott hőmérsékleten állandó. (izoterm folyamat)
T=cons.
pV=pV
A Gay-Lussac-törvényből, a Charles-törvényből és a Boyle-Mariotte-törvényből levezethető az egyesített gáztörvény.
A Celsius hőmérsékleti skálát most a kelvin segítségével definiáljuk, ahol 0 °C megfelel 273,15 kelvinnek.
A Celsius-fokban és a kelvinben mért hőmérséklet-különbség megegyezik.
A légnyomás oka, fogalma
A gázoknak is van tömegük, a gáz részecskéit is vonzza a Föld. Egy szokásos méretű tartályba bezárt gáz esetében ez a tömeg azonban kicsi, így a gáz súlyát csak nagyon érzékeny mérleggel lehet kimutatni.
Földünket körülvevő levegő kis sűrűségű a folyadékokhoz, szilárd anyagokhoz képest, de a légkör hatalmas gázmennyiséget jelent. Ennek a levegőóceánnak a súlya már jelentős. A légkörnek is létezik tehát a súlyából származó nyomása, melyet légnyomásnak (aerosztatikai nyomásnak) szoktak nevezni. Számunkra általában az a fontos, hogy a Föld felszínén, a levegőóceán alján mekkora a levegőréteg nyomása.
A Torricelli-kísérlet
A légnyomást először Torricelli olasz természettudós mérte meg. Eljárása a következő. Egyik végén zárt üvegcsövet színültig töltünk higannyal. Ezután a cső szabad végét befogva, nyílásával lefelé, függőlegesen, egy higanyt tartalmazó tálba állítjuk úgy, hogy nyílása a higanyfelszín alatt legyen. A nyílást szabaddá téve a higany egy része kifolyik a csőből, de 76 cm magas higanyoszlop benne marad.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése