Avogadro seaduse näiteprobleem

Avogadro gaasiseadus sätestab maht gaasi arv on võrdeline moolide arvuga gaasi temperatuuril ja rõhul konstantsena hoidmisel. See näiteprobleem näitab, kuidas kasutada Avogadro seadust gaasi mahu määramiseks, kui süsteemi lisatakse rohkem gaasi.

Enne Avogadro gaasiseadusega seotud probleemide lahendamist on oluline üle vaadata selle seaduse võrrand. Selle kirjutamiseks on mitu võimalust gaasiseadus, mis on matemaatiline seos. Võib öelda:

k = V / n

Siin on k proportsionaalsuskonstant, V on gaasi maht ja n on gaasi moolide arv. Avogadro seadus tähendab ka seda, et ideaalne gaasikonstant on kõigi gaaside puhul sama väärtus, seega:

konstant = p₁V₁/ T₁n₁ = P₂V₂/ T₂n₂
V₁/ n₁ = V₂/ n₂
V₁n₂ = V₂n₁

kus p on gaasi rõhk, V on maht, T on temperatuur ja n on moolide arv.

6,0 1 proov temperatuuril 25 ° C ja 2,00 atm rõhul sisaldab 0,5 mooli gaasi. Kui lisatakse veel 0,25 mooli gaasi samal rõhul ja temperatuuril, siis milline on gaasi lõppmaht?

Esiteks väljendage Avogadro seadust järgmise valemiga:

V_i/ n_i = V_f/ n_f
kus
V_i = algmaht
n_i = moolide esialgne arv
V_f = lõplik maht
n_f = moolide lõplik arv

Selle näite jaoks on V_i = 6,0 L ja n_i = 0,5 mooli. Kui lisatakse 0,25 mooli:

n_f = n_i + 0,25 mooli
n_f = 0,5 mooli = 0,25 mooli
n_f = 0,75 mooli

Ainus järelejäänud muutuja on lõppmaht.

V_i/ n_i = V_f/ n_f

Lahenda V jaoks_f

V_f = V_in_f/ n_i
V_f = (6,0 L x 0,75 mooli) / 0,5 mol
V_f = 4,5 L / 0,5 V_f = 9 L

Kontrollige, kas vastus on mõttekas. Kui gaasi lisandub, võib maht suureneda. Kas lõppmaht on suurem kui algne maht? Jah. Selle kontrolli tegemine on kasulik, kuna lugejasse on lihtne panna moolide esialgne arv ja nimetajasse lõplik moolide arv. Kui see oleks juhtunud, oleks lõplik mahuvastus olnud väiksem kui esialgne maht.

Seega on gaasi lõppmaht 9,0

• Erinevalt Avogadro number, Tegi Avogadro seaduse tegelikult välja Amedeo Avogadro. Aastal 1811 püstitas ta hüpoteesi kahe ideaalse gaasi proovi kohta, millel oli sama maht ja samal rõhul ja temperatuuril sama arv molekule.
• Avogadro seadust nimetatakse ka Avogadro põhimõtteks või Avogadro hüpoteesiks.
• Nagu teisedki ideaalse gaasi seadused, lähendab Avogadro seadus ainult tõeliste gaaside käitumist. Kõrge temperatuuri või rõhu tingimustes on seadus ebatäpne. See suhe töötab kõige paremini madala rõhu ja tavalise temperatuuri korral hoitavate gaaside korral. Samuti annavad väiksemad gaasiosakesed - heelium, vesinik ja lämmastik - paremaid tulemusi kui suuremad molekulid, mis on tõenäolisemalt üksteisega interaktsioonis.
• Veel üks matemaatiline seos, mida Avogadro seaduse väljendamiseks kasutatakse:

V / n = k

V on ruumala, n on gaasi moolide arv ja k on proportsionaalsuskonstant. Oluline on märkida, et ideaalne gaasi konstant on sama kõigi gaaside jaoks.