複合ガス法 ボイルの法則、シャルルの法則、ゲイ・リュサックの法則を組み合わせた理想気体の法則です。これは、気体の圧力 - 体積積と絶対温度の比率が一定であることを示しています。圧力、体積、温度は変更できますが、ガスの量 (モル数) は変更されません。基本的に、複合気体の法則は、アボガドロの法則がないことを除いて、理想気体の法則です。結合ガス法には正式な発見者がいないため、名前がありません。
- 結合気体の法則:PV/T =k
- ボイルの法則:PV =k
- シャルルの法則:V/T =k
- ゲイ・リュサックの法則:P/T =k
複合ガス法式
気体の法則に関連する圧力 (P)、体積 (V)、および絶対温度 (T) を組み合わせた基本式:
PV/T =k
定数 k は、気体のモル数が同じである限り、真の定数です。ガスの量が変化すると、k が変化します。
複合気体法則の実際の式は、気体の「前と後」の状態を示します。
P1 V1 / T1 =P2 V2 / T2
変数を並べ替えると、次のようになります:
P1 V1 T2 =P2 V2 T1
圧力と体積の単位は問題ありませんが、温度は絶対値でなければなりません。つまり、華氏と摂氏の温度をケルビンに変換します。
複合ガス法が日常生活にどのように適用されるか
結合気体の法則は、日常生活で実際に適用されます。ガスの量が一定であるが、圧力、体積、および温度が変化する場合は常に適用されます。たとえば、この法則は、雲の形成、冷蔵庫、およびエアコンの動作を予測します。他の熱力学や流体力学の計算でも使用されます。
複合気体の法則は理想気体の法則であるため、実在気体の挙動を近似するだけです。圧力と温度が高いと、法則の精度が低下します。
複合ガス法の問題例
745.0 mm Hg、25.0 °C で 2.00 リットルが収集されるとき、760.0 mm Hg、273 K での気体の体積を求めます。
最初に 25.0 °C をケルビン スケールに変換します。これにより、298 ケルビンが得られます。
次に、値を組み合わせた気体法則の式に挿入します。学生が犯す最も一般的な間違いは、どの数字が一緒になるかを混同することです。与えられたものを書き留めておくと、このエラーを回避するのに役立ちます:
P1 =745.0mmHg
V1 =2.00L
T1 =298K
P2 =760.0mmHg
V2 =x (解いている未知数)
T2 =273K
未知数を解くための式を整理してください:
P1 V1 / T1 =P2 V2 / T2
P1 V1 T2 =P2 V2 T1
V2 =(P1 V1 T2 ) / (P2 T1 )
数字を入力してください:
V2 =(745.0mmHg・2.00L・273K)/(760mmHg・298K)
V2 =1.796L
V2 =1.80L
参考文献
- Castka, Joseph F.;メトカーフ、H.クラーク。デイビス、レイモンドE。ウィリアムズ、ジョン E. (2002)。 現代化学 .ホルト、ラインハート、ウィンストン。 ISBN 978-0-03-056537-3.
- フリック、P. (1994)。 物理 .ハイネマン。 ISBN 978-0-435-57078-1。
- ラフ、ライオネル M. (2001) 物理化学の原理 (第 1 版)。ピアソン カレッジ ディビジョンISBN:978-0130278050.
