Об’єднаний газовий закон
Об'єднаний газовий закон
Поєднуючи закони Бойля - Маріотта та Гей-Люссака (рівняння 1 і 2), можна отримати наступне рівняння:
яке є математичним виразом об'єднаного газового закону, чи закону стану газів. Він дозволяє обчислити, наприклад, обсяг газу при певних температурі та тиску, якщо відомий його обсяг при інших значеннях температури та тиску.
Об'єднаний газовий закон також можна записати в іншій формі:
Точне значення постійної у правій частині цього рівняння залежить кількості газу. Якщо кількість газу дорівнює одному молю (див. гл. 4), то відповідна постійна позначається буквою R і називається молярна постійна газова, або просто газова постійна. Якщо тиск виражений в атмосферах, постійна R має значення
R = 8,314 Дж * К * моль-1
Об'єднаний газовий закон для одного моля газу набуває вигляду
де Vm-об'єм одного моля газу. Для п молей газу виходить рівняння
У такій формі об'єднаний газовий закон називається рівнянням стану ідеального газу. Рівняння стану - це рівняння, що зв'язує між собою параметри стану газу-тиск, об'єм і температуру.
Газ, що повністю підпорядковується рівнянню стану ідеального газу, називається ідеальний газ. Такий газ не існує насправді. Реальні гази добре підкоряються рівнянню стану ідеального газу за низьких тисків і високих температур. Відхилення в поведінці реальних газів від рівнянь стану ідеального газу, що наказуєш, докладно обговорюються нижче.
Обчислення відносної молекулярної маси за допомогою рівняння стану ідеального газу. Рівняння стану ідеального газу дозволяє проводити пряміобчислення відносної молекулярної маси газу M1. Введемо поняття відносної молекулярної маси, ґрунтуючись на вже знайомому нам (з гол. 1) визначенні відносної атомної маси A1. Для газу, що складається з простих молекул, відносна молекулярна маса є сумою відносних атомних мас усіх атомів, що входять в молекулу. Наприклад, для діоксиду вуглецю
Відносна молекулярна маса, виражена в грамах на моль, називається молярною масою (див. гл. 4). Отже, молярна маса CO2 дорівнює 44 г/моль. Два молячи CO2 мають масу 88 г, а і молей-масу п -44 г. У загальному випадку можна записати
де n-кількість речовини в молях (тобто число молей даної речовини), т-маса речовини в грамах, a M-його молярна маса.
Підстановка отриманого виразу для рівняння стану ідеального газу (4) дає
Це рівняння дозволяє, знаючи масу та об'єм газу при певних температурі та тиску, обчислити його молярну масу М. А оскільки
M = M (г/моль), отриманий результат безпосередньо дає відносну молекулярну масу М.