Materielle Egenskaber: Gasser

{h1}

Gas er en tilstand af materiale, der ikke har nogen fast form og ikke noget fast volumen. Gaspartikler spredes og er jævnt fordelt i en beholder.

Gas er en tilstand af materiale, der ikke har nogen fast form og ikke noget fast volumen. Gasser har lavere densitet end andre stoffer, såsom faste stoffer og væsker. Der er meget tomt mellem partikler, som har en masse kinetisk energi. Partiklerne bevæger sig meget hurtigt og kolliderer ind i hinanden, hvilket får dem til at diffunderes eller spredes, indtil de fordeles jævnt i hele beholderens volumen.

Når flere gaspartikler kommer ind i en beholder, er der mindre plads til, at partiklerne spredes ud, og de bliver komprimeret. Partiklerne udøver mere kraft på beholderens indvendige volumen. Denne kraft kaldes tryk. Der er flere enheder, der bruges til at udtrykke tryk. Nogle af de mest almindelige er atmosfærer (atm), pund pr. Kvadratmeter (psi), millimeter kviksølv (mmHg) og pascals (Pa). Enhederne vedrører hinanden på denne måde: 1 atm = 14,7 psi = 760 mmHg = 101,3 kPa (1000 pascals).

Foruden tryk, der betegnes i ligninger som P, har gasser andre målbare egenskaber: temperatur (T), volumen (V) og antal partikler, som udtrykkes i et molantal (n eller mol). I arbejde med gastemperatur anvendes Kelvin-skalaen ofte.

Fordi temperatur og tryk varierer fra sted til sted, bruger forskere et standard referencepunkt, kaldet standard temperatur og tryk (STP), i beregninger og ligninger. Standard temperatur er frysepunktet for vand - 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius, eller 273,15 Kelvin). Standardtryk er en atmosfære (atm) - trykket på atmosfæren på jorden på havniveau.

Gaslove

Temperatur, tryk, mængde og volumen af ​​en gas er indbyrdes afhængige, og mange forskere har udviklet love for at beskrive forholdet mellem dem.

Boyle's lov

Boyle's lov er opkaldt efter Robert Boyle, der først udtalte det i 1662. Boyle's lov siger, at hvis temperaturen holdes konstant, har lydstyrken og trykket et omvendt forhold; det vil sige, som mængden stiger, falder trykket, ifølge University of California, Davis 'ChemWiki. Forøgelse af mængden af ​​ledig plads vil gøre det muligt for gaspartiklerne at sprede sig længere fra hinanden, men dette reducerer antallet af tilgængelige partikler for at kollidere med beholderen, så trykket falder. At reducere beholderens volumen tvinger partiklerne til at kollide oftere, så trykket øges. Et godt eksempel på dette er, når du fylder et dæk med luft. Da mere luft går ind, bliver gasmolekylerne pakket sammen og reducerer deres volumen. Så længe temperaturen forbliver den samme, øges trykket.

Charles 'lov (Gay-Lussac's lov)

I 1802 refererede Joseph Louis Gay-Lussac, en fransk kemiker og fysiker referencedata indsamlet af hans landmand Jacque Charles i et papir, der beskriver det direkte forhold mellem temperatur og volumen af ​​en gas, der holdes ved konstant tryk. De fleste tekster henviser til dette som Charles 'lov, men et par kalder det Gay-Lussac's lov, eller endog Charles Gay-Lussac-loven.

Denne lov hedder, at gasens volumen og temperatur har et direkte forhold: Når temperaturen stiger, øges volumenet, når trykket holdes konstant. Opvarmning af en gas øger partikelens kinetiske energi, hvilket får gasen til at ekspandere. For at holde trykket konstant skal beholderens volumen forøges, når en gas opvarmes.

Denne lov forklarer hvorfor det er en vigtig sikkerhedsregel, at du aldrig bør varme en lukket beholder. Øget temperatur uden at forøge volumenet, der er tilgængeligt for at rumme den ekspanderende gas, betyder, at trykket opbygges inde i beholderen og kan få det til at eksplodere. Loven forklarer også, hvorfor et kalkuntermometer springer ud, når kalkunen er færdig: Luftmængden fanget under stemplet øges, da temperaturen inde i kalkunen klatrer.

Avogadros nummer

I 1811 foreslog den italienske videnskabsmand Amedeo Avogadro tanken om, at lige mængder gas ved samme temperatur og tryk vil have et lige antal partikler uanset deres kemiske natur og fysiske egenskaber.

Ideel gas konstant

Den kinetiske energi pr. Temperaturenhed på en mol af en gas er en konstant værdi, nogle gange omtalt som Regnault konstant, opkaldt efter den franske kemiker Henri Victor Regnault. Den forkortes af brevet R. Regnault studerede stoffets termiske egenskaber og opdagede, at Boyles lov ikke var perfekt. Når temperaturen af ​​et stof nærmer sig kogepunktet, er udvidelsen af ​​gaspartiklerne ikke nøjagtigt ensartet.

Ideel gas lov

Avogadro's nummer, den ideelle gaskonstant, og både Boyles og Charles 'love kombinerer for at beskrive en teoretisk ideel gas hvor alle partikelkollisioner er helt ens. Loven kommer meget tæt på at beskrive de fleste gassers adfærd, men der er meget små matematiske afvigelser på grund af forskelle i den faktiske partikelstørrelse og små intermolekylære kræfter i reelle gasser. Ikke desto mindre er disse vigtige love ofte kombineret i en ligning, kendt som den ideelle gaslov. Brug af denne lov kan du finde værdien af ​​en af ​​de andre variabler - tryk, volumen, antal eller temperatur - hvis du kender værdien af ​​de andre tre.

Yderligere læsning

  • Chemical Heritage Foundation
  • Kemi forklaret
  • Interaktive læringsparametre


Video Supplement: (THRIVE Danish) THRIVE: Hvad i alverden er det der kræves?.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com