Kui jätate õhuproovi lõksu ja mõõtke seda maht erinevalt surved (püsiv temperatuur), siis saate määrata seose ruumala ja rõhu vahel. Kui teete selle katse, leiate, et gaasiproovi rõhu tõustes selle maht väheneb. Teisisõnu on gaasiproovi maht konstantsel temperatuuril pöördvõrdeline selle rõhuga. Rõhu korrutis ruumalaga on konstant:
PV = k või V = k / P või P = k / V
kus P on rõhk, V on maht, k on konstant ja gaasi temperatuuri ja kogust hoitakse konstantsena. Seda suhet nimetatakse Boyle'i seadus, pärast Robert Boyle, kes avastas selle 1660. aastal.
Peamised võtmed: Boyle'i seadusekeemia probleemid
- Lihtsustatult öeldes väidab Boyle, et püsilisel temperatuuril oleva gaasi korral on mahu korrutatud rõhk konstantne väärtus. Selle võrrand on PV = k, kus k on konstant.
- Konstantsel temperatuuril suureneb gaasi rõhk, kui suurendate gaasi rõhku. Kui suurendate selle mahtu, rõhk väheneb.
- Gaasi maht on pöördvõrdeline selle rõhuga.
- Boyle'i seadus on ideaalse gaasi seaduse vorm. Normaalse temperatuuri ja rõhu korral töötab see hästi ka reaalsete gaaside jaoks. Kuid kõrgel temperatuuril või rõhul pole see kehtiv ligikaudne arvutus.
Toiminud näiteprobleem
Sektsioonid Gaaside üldised omadused ja Ideaalse gaasi seaduse probleemid võib olla abiks ka töö tegemisel Boyle'i seaduse probleemid.
Probleem
Heeliumgaasi proov pressitakse temperatuuril 25 ° C alates 200 cm-st3 kuni 0,240 cm3. Selle rõhk on nüüd 3,00 cm Hg. Milline oli heeliumi algne rõhk?
Lahendus
Alati on hea mõte kõigi teadaolevate muutujate väärtused kirja panna, näidates, kas need on alg- või lõppseisundi väärtused. Boyle'i seadus probleemid on ideaalse gaasi seaduse erijuhud:
Esialgne: P1 =?; V1 = 200 cm3; n1 = n; T1 = T
Finaal: P2 = 3,00 cm Hg; V2 = 0,240 cm3; n2 = n; T2 = T
Lk1V1 = nRT (Ideaalse gaasi seadus)
Lk2V2 = nRT
nii, P1V1 = P2V2
Lk1 = P2V2/ V1
Lk1 = 3,00 cm Hg x 0,240 cm3/ 200 cm3
Lk1 = 3,60 x 10-3 cm Hg
Kas märkasite, et rõhuühikud on sentimeetrites Hg? Võite selle teisendada tavalisemaks ühikuks, näiteks elavhõbeda millimeetriteks, atmosfääriks või paskaliks.
3,60 x 10-3 Hg x 10 mm / 1 cm = 3,60 x 10-2 mm Hg
3,60 x 10-3 Hg x 1 atm / 76,0 cm Hg = 4,74 x 10-5 atm
Allikas
- Levine, Ira N (1978). Füüsikaline keemia. Brooklyni ülikool: McGraw-Hill.