Das kombinierte Gasgesetz

Das kombinierte Gasgesetz kombiniert die drei Gasgesetze: das Boyle-Gesetz, das Charles-Gesetz und das Gay-Lussac-Gesetz. Es besagt, dass das Verhältnis des Produkts aus Druck und Volumen und der absoluten Temperatur eines Gases gleich einer Konstanten ist. Wenn das Gesetz von Avogadro 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 funktionieren, wenn alles außer Temperatur, Druck und Volumen konstant gehalten wird.

Es gibt ein paar übliche Gleichungen zum Schreiben des kombinierten Gasgesetzes. Das klassische Gesetz bezieht das Boyle-Gesetz und das Charles-Gesetz auf Folgendes:

PV / T = k

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

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

Eine andere gebräuchliche Formel für das kombinierte Gasgesetz bezieht sich auf "vor und nach" Bedingungen eines Gases:

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

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 zuerst die zu verwendende Formel identifizieren. In diesem Fall werden die Bedingungen bei STP abgefragt, sodass Sie wissen, dass Sie mit einem Vorher-Nachher-Problem zu tun haben. Als nächstes müssen Sie STP verstehen. Wenn Sie dies noch nicht auswendig gelernt haben (und Sie sollten es wahrscheinlich tun, da es häufig auftritt), 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. Das ergibt 298 Kelvin.

An dieser Stelle 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, welche Zahlen zusammengehören. Es ist eine gute Praxis, die Variablen zu identifizieren. In diesem Problem sind sie:

P₁ = 745,0 mm Hg
V₁ = 2,00 l
T₁ = 298 K
P₂ = 760,0 mm Hg
V₂ = x (das Unbekannte, nach dem Sie suchen)
T₂ = 273 K

Nehmen Sie als nächstes die Formel und richten Sie sie ein, um das unbekannte "x" zu lösen, das in diesem Problem V ist_2:

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

Kreuzmultiplizieren, um die Brüche zu löschen:

P₁V₁T₂ = P₂V₂T₁