気体の法則は、熱力学の最も基本的な法則です。それらは、原子と分子のエネルギーレベルが温度、圧力、および化学環境によってどのように変化するかを説明しています。また、システムがある状態から別の状態に移行するときに、これらがどのように変化するかについても説明します。これらの法則は、特定の条件下での材料の特性を予測するためによく使用されます。いくつかの気体法則について詳しく説明しましょう:
1 ボイルの法則:
ボイルの法則は、気体の体積の増加に比例する気体の圧力と温度の関係を説明する重要な熱力学的原理です。その原理は次のように簡単に言えます。理想気体の圧力と温度は互いに反比例します。これは、気体の圧力が上昇すると温度が低下し、気体の温度が上昇すると圧力が低下することを意味します。このステートメントは、ボイルの法則を構成するものです。
2 シャルルの法則:
気体の法則であるチャールズの法則は、理想的な気体混合物では、圧力は気体の体積に反比例すると述べています。この法則は、1847 年に初めて発表した化学者、ロバート チャールズ (チャールズ) リリエンフェルドにちなんで名付けられました。シャルルの法則は、天文学、航空、化学、化学など、科学のいくつかの分野で重要です。チャールズの法則を満たすには、気体の密度が一定でなければなりません。
3 ゲイ・リュサックの法則:
ゲイ＝リュサックは 1774 年に、同じ温度と圧力の気体はその組成に関係なく同じ圧力を及ぼすという新しい気体法則を思いつきました。彼は、さまざまな温度と圧力のガスを含む室内実験中にこの法則を発見しました。彼は、ガスの圧力と温度が互いに正比例していないことを発見したため、ガスの圧力と温度が互いに正比例するのは、ガス内のすべてのガスで同じである場合のみであると結論付けました。混合。この考えが、ゲイ・リュサックの法則を構成するものです。
4 アバガドロの法則:
アバガドロの法則によると、気体中の分子の数は温度に比例し、体積に反比例します。アバガドロの法則はさまざまな分野や産業で使用されており、化学ではモルに関する定数比例の法則として知られています。
チャールズ ローとは
体積の法則としてよく知られるシャルルの法則は、温度が上昇するにつれて気体がどのように膨張するかを説明しています。一方、温度が下がると体積が減少します。
2 つの異なる状況下で資料を比較する場合、前のステートメントから次のように書くことができます:
シャルルの法則式
V2/V1=T2/T1
または
V1.T2=V2.T1
このシャルルの法則式は、ガスの絶対温度が上昇すると、それに比例してガスの体積が増加することを示しています。
別の言い方をすれば、シャルルの法則は理想気体の法則の変形です。この法則は、圧力が一定に保たれているが、温度と体積が変化する理想気体に適用されます。
シャルル・ロウの導出
シャルルの法則によれば、一定量の乾燥気体の体積は、一定の圧力で絶対温度に正確に比例することがわかっています。以下はステートメントの表現です。
V∝T
V と T は両方とも直接変化するため、定数 k を使用して V と T を等しくすることができます。
V/T =定数 =k
この場合、k の値はガスの圧力、体積、および測定単位によって決まります。
V*T=k——-(1)
V1 と T1 を、それぞれ理想気体の開始体積と温度と考えてください。
したがって、シャルルの法則の式 (1) は次のように記述できます
V1/T1=k——-(2)
その後、ガスの温度を T2 に変更します。または、ボリュームが V2 に切り替わる場合は、書き込みます。
V2/T2=k——–(3)
上記の 2 つの方程式 (方程式 2 と 3) を等式にすると、
V1/T1=V2/T2
または
V1T2=V2T1
シャルル ローが解決した問題
<オール>解決策:
質問によると、
V1=20.8L
T1=摂氏-67度=206K
T2=?
V2=11.0L
シャルルの法則によると
V1/T1=V2/T2
20.8/206=11/T2
T2=11*206/20.8
=108.94 K
V1 が 3.60L、T1=255K、T2=308.43K の場合、V2 の値を見つけますか?
質問によると V2=?
チャールズの法則を認識しているため
V1/T1=V2/T2
3.60/255=V2/308.43
V2=4.35L
結論:
チャールズのルールは、ポップアップ ターキー タイマー (温度計) の動作にも適用されます。方法を見てみましょう！思い起こせば、シャルルの法則によると、気体は加熱すると膨張します。ポップアップ ターキー タイマーも同じコンセプトで動作します。七面鳥の温度計（またはタイマー）が中に挿入されています。温度が上がると温度計内のガスが膨張するので、七面鳥をオーブンから取り出します。
