Avant de chercher le sens de l'expression "loi des gaz", il est nécessaire de savoir ce qu'est un gaz. Les gaz sont des substances dont les particules se déplacent de façon aléatoire dans l'espace. Ces substances sont caractérisées par des interactions intermoléculaires, interatomiques et interioniques très faibles. L'état gazeux est aussi appelé un gaz, c'est-à-dire l'un des quatre états agrégés de la matière, en plus des états liquide, solide et plasma. Les gaz ont leurs propres lois. Quelle est la loi des gaz ?
Définition
D'un point de vue physique, les lois des gaz sont des lois qui expliquent les isoprocessus se produisant dans un gaz parfait. Un fait intéressant est qu'en chimie, il existe également certains modèles pour décrire de telles substances qui résonnent avec les lois de la physique. Cependant, ces lois s'appliquent aux gaz réels. Maintenant, il vaut la peine de comprendre ce que sont un gaz parfait et un isoprocessus. Commençons.
Gaz idéal
Un gaz parfait est un modèle mathématique d'un gaz réel, qui suppose qu'il n'y a pas d'interaction entre les particules de gaz. De cette hypothèseil s'ensuit que les particules ne sont en contact qu'avec le vaisseau dans lequel se trouve la substance, et aussi que la masse des particules de cette substance est si petite qu'elle peut être complètement exclue.
Isoprocessus
Pour répondre à la question de savoir ce qu'est un isoprocessus, vous devez vous tourner vers la thermodynamique (l'une des branches de la physique). Pour décrire l'état d'un gaz (gaz parfait), les principaux paramètres sont la pression, la température et le volume.
Ainsi, les isoprocessus sont des processus se produisant dans les gaz, à condition que l'un de ces trois paramètres reste inchangé dans le temps. Dans les processus isothermes, la température ne change pas, dans les processus isobares, la pression ne change pas et dans les processus isochores, le volume ne change pas.
Équation de Mendeleïev-Clapeyron
Avant de discuter des lois des gaz, il est nécessaire de savoir ce qu'est l'équation de Mendeleev-Clapeyron et comment cette équation se rapporte aux gaz et à leurs lois. Pour décrire la dépendance les uns des autres de tous les mêmes indicateurs - la pression, le volume, la température, la constante de gaz universelle et le volume (molaire) sont également ajoutés.
L'équation a la forme suivante: pV=RT.
R - constante de gaz universelle, vous pouvez la calculer vous-même, ou vous pouvez utiliser la valeur déjà connue - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Ainsi, le volume molaire est le rapport du volume à la quantité de substance (en moles), et la quantité de substance, à son tour, est le rapport de la masse à la masse molaire.
L'équation peut être écrite comme suitmanière: pV=(m / M)RT.
Quelles sont les lois des gaz en physique
Comme mentionné précédemment, les isoprocessus sont considérés en physique. Il existe des formules pour la dépendance de trois grandeurs de base (volume, pression, température) les unes sur les autres. Lois des gaz en physique:
- Loi de Boyle-Mariotte, appliquée dans le cas d'un procédé isotherme: le produit de la pression et du volume de gaz reste inchangé dans le temps. Basée sur l'équation de Mendeleev-Clapeyron - pV=(m / M)RT=const, cette loi stipule que le résultat de la multiplication de la pression et du volume sera constant, à condition que la température du gaz et sa masse restent inchangées.
- Loi de Gay-Lussac, qui s'applique aux processus isobares. Dans ce cas, le rapport volume/température reste inchangé: V/T=const. La loi de Gay-Lussac peut être formulée comme suit: si la pression et la masse d'un gaz restent inchangées dans le temps, alors le quotient du volume divisé par la température est une valeur constante.
- Loi de Charles - pour les processus isochores. Le rapport pression/température ne change pas: p / T=const. Dans ce cas, le rapport entre la pression et la température du gaz est constant tandis que la pression et la masse restent inchangées.
Lois des gaz: Chimie
Parmi ces lois:
- Loi d'Avogadro. Il est formulé comme suit: des volumes égaux de gaz différents contiennent le même nombre de molécules, toutes choses égales par ailleurs (pression et température). De cette loi découle -dans des conditions normales (les conditions normales sont une pression de 101,235 kPa et une température de 273 K), le volume de tout gaz occupé par 1 mole est de 22,4 litres.
- Loi de D alton: les volumes occupés par les gaz réagissant entre eux et les produits obtenus lors de la réaction, en divisant le premier par le second, donnent des nombres petits mais exactement entiers, appelés coefficients.
- Loi des pressions partielles: pour déterminer la pression d'un mélange de gaz, il faut additionner les pressions créées par les gaz du mélange.
Variété de lois applicables aux gaz
Peut-être que beaucoup de gens pensent que les gaz sont les états agrégés les plus simples: les deux particules se déplacent de manière aléatoire, et la distance entre elles est maximale (surtout en comparaison avec les solides), et la masse de ces mêmes particules est petite. Cependant, les lois appliquées pour décrire les états de telles substances sont très diverses. Il résulte de ce qui a été dit plus haut que la physique n'est pas la seule à s'occuper de l'étude de la question des lois des gaz. De plus, en physique comme en chimie, il n'y en a pas un ou deux. De cela, on peut conclure que ce qui semble simple ne l'est pas toujours en réalité.
