Antes de procurar o significado da frase "lei dos gases", é necessário descobrir o que é um gás. Gases são substâncias cujas partículas se movem aleatoriamente no espaço. Essas substâncias são caracterizadas por interações intermoleculares, interatômicas e interiônicas muito fracas. O estado gasoso também é chamado de gás, ou seja, um dos quatro, além de líquido, sólido e plasma, estados agregados da matéria. Os gases têm suas próprias leis. O que é a lei dos gases?
Definição
Do ponto de vista físico, as leis dos gases são leis que explicam os isoprocessos que ocorrem em um gás ideal. Um fato interessante é que na química também existem certos padrões para descrever tais substâncias que ressoam com as leis da física. No entanto, essas leis se aplicam a gases reais. Agora vale a pena entender o que são um gás ideal e um isoprocesso. Vamos começar.
Gás Ideal
Um gás ideal é um modelo matemático de um gás real, que assume que não há interação entre as partículas de gás. A partir desta suposiçãosegue-se que as partículas estão em contato apenas com o recipiente no qual a substância está localizada, e também que a massa das partículas dessa substância é tão pequena que pode ser completamente excluída.
Isoprocessos
Para responder à pergunta sobre o que é um isoprocesso, você precisa recorrer à termodinâmica (um dos ramos da física). Para descrever o estado de um gás (gás ideal), os principais parâmetros são pressão, temperatura e volume.
Então, isoprocessos são processos que ocorrem em gases, desde que um desses três parâmetros permaneça in alterado ao longo do tempo. Nos processos isotérmicos a temperatura não varia, nos processos isobáricos a pressão não varia e nos processos isocóricos o volume não varia.
Equação de Mendeleev-Clapeyron
Antes de discutir as leis dos gases, é necessário saber o que é a equação de Mendeleev-Clapeyron e como essa equação se relaciona com os gases e suas leis. Para descrever a dependência entre todos os mesmos indicadores - pressão, volume, temperatura, a constante universal de gás e o volume (molar) também são adicionados.
A equação tem a seguinte forma: pV=RT.
R - constante de gás universal, você pode calcular você mesmo, ou pode usar o valor já conhecido - 8, 3144598(48)J⁄(mol ∙K).
Assim, o volume molar é a razão entre o volume e a quantidade de substância (em mols), e a quantidade de substância, por sua vez, é a razão entre a massa e a massa molar.
A equação pode ser escrita da seguinte formamaneira: pV=(m / M)RT.
Quais leis dos gases existem na física
Como mencionado anteriormente, os isoprocessos são considerados na física. Existem fórmulas para a dependência de três quantidades básicas (volume, pressão, temperatura) entre si. Leis dos gases na física:
- Lei de Boyle-Mariotte, aplicada no caso de um processo isotérmico: o produto da pressão pelo volume do gás permanece in alterado ao longo do tempo. Com base na equação de Mendeleev-Clapeyron - pV=(m / M)RT=const, esta lei afirma que o resultado da multiplicação de pressão e volume será constante, desde que a temperatura do gás e sua massa permaneçam in alteradas.
- Lei de Gay-Lussac, que se aplica a processos isobáricos. Neste caso, a relação entre volume e temperatura permanece in alterada: V / T=const. A lei de Gay-Lussac pode ser formulada da seguinte forma: se a pressão e a massa de um gás permanecem in alteradas ao longo do tempo, então o quociente de volume dividido pela temperatura é um valor constante.
- Lei de Charles - para processos isocóricos. A relação de pressão e temperatura não muda: p / T=const. Neste caso, a razão entre pressão e temperatura do gás é constante enquanto pressão e massa permanecem in alteradas.
Leis dos gases: Química
Entre essas leis:
- Lei de Avogadro. É formulado da seguinte forma: volumes iguais de gases diferentes contêm o mesmo número de moléculas, sendo as demais coisas iguais (pressão e temperatura). Desta lei segue -em condições normais (condições normais são uma pressão de 101,235 kPa e uma temperatura de 273 K), o volume de absolutamente qualquer gás ocupado por 1 mol é de 22,4 litros.
- Lei de D alton: os volumes ocupados pelos gases reagindo entre si e produtos obtidos durante a reação, ao dividir o primeiro pelo segundo, resultam em números pequenos, mas exatamente inteiros, que são chamados de coeficientes.
- Lei das pressões parciais: para determinar a pressão de uma mistura de gases, é necessário somar as pressões criadas pelos gases da mistura.
Variedade de leis que se aplicam a gases
Talvez muitas pessoas pensem que os gases são o mais simples dos estados agregados: ambas as partículas se movem aleatoriamente, e a distância entre elas é máxima (especialmente em comparação com sólidos), e a massa dessas mesmas partículas é pequena. No entanto, as leis aplicadas para descrever os estados de tais substâncias são muito diversas. Segue-se do que foi dito acima que não apenas a física lida com o estudo da questão das leis dos gases. Além disso, tanto na física quanto na química não há um ou dois deles. A partir disso pode-se concluir que o que parece simples nem sempre o é na realidade.
