Sebelum mencari arti dari frasa "hukum gas", perlu diketahui terlebih dahulu apa itu gas. Gas adalah zat yang partikelnya bergerak secara acak di ruang angkasa. Zat-zat ini dicirikan oleh interaksi antarmolekul, interatomik, dan interionik yang sangat lemah. Keadaan gas juga disebut gas, yaitu, salah satu dari empat, selain cair, padat dan plasma, keadaan agregat materi. Gas memiliki hukumnya sendiri. Apa hukum gas?
Definisi
Dari sudut pandang fisik, hukum gas adalah hukum yang menjelaskan isoproses yang terjadi dalam gas ideal. Fakta yang menarik adalah bahwa dalam kimia juga terdapat pola-pola tertentu untuk menggambarkan zat-zat yang beresonansi dengan hukum fisika. Namun, hukum ini berlaku untuk gas nyata. Sekarang perlu dipahami apa itu gas ideal dan isoproses. Mari kita mulai.
Gas ideal
Gas ideal adalah model matematika dari gas nyata, yang mengasumsikan bahwa tidak ada interaksi antara partikel gas. Dari asumsi inimaka partikel-partikel tersebut hanya bersentuhan dengan wadah tempat zat itu berada, dan juga bahwa massa partikel zat ini sangat kecil sehingga dapat sepenuhnya dikecualikan dari pertimbangan.
Isoproses
Untuk menjawab pertanyaan tentang apa itu isoproses, Anda perlu beralih ke termodinamika (salah satu cabang fisika). Untuk menggambarkan keadaan gas (gas ideal), parameter utama adalah tekanan, suhu dan volume.
Jadi, isoproses adalah proses yang terjadi dalam gas, asalkan salah satu dari tiga parameter ini tetap tidak berubah dari waktu ke waktu. Pada proses isoterm suhu tidak berubah, pada proses isobarik tekanan tidak berubah, dan pada proses isokhorik volume tidak berubah.
Persamaan Mendeleev-Clapeyron
Sebelum membahas hukum gas, perlu diketahui apa persamaan Mendeleev-Clapeyron dan bagaimana persamaan ini berhubungan dengan gas dan hukumnya. Untuk menggambarkan ketergantungan satu sama lain dari semua indikator yang sama - tekanan, volume, suhu, konstanta gas universal dan volume (molar) juga ditambahkan.
Persamaan memiliki bentuk berikut: pV=RT.
R - konstanta gas universal, Anda dapat menghitungnya sendiri, atau Anda dapat menggunakan nilai yang sudah diketahui - 8, 3144598(48)J⁄(mol K).
Jadi, volume molar adalah rasio volume dengan jumlah zat (dalam mol), dan jumlah zat, pada gilirannya, adalah rasio massa terhadap massa molar.
Persamaan dapat ditulis sebagai berikutcara: pV=(m / M)RT.
Hukum gas apa yang ada dalam fisika
Seperti disebutkan sebelumnya, isoproses dipertimbangkan dalam fisika. Ada rumus untuk ketergantungan tiga besaran dasar (volume, tekanan, suhu) satu sama lain. Hukum gas dalam fisika:
- Hukum Boyle-Mariotte, diterapkan dalam kasus proses isotermal: produk tekanan dan volume gas tetap tidak berubah dari waktu ke waktu. Berdasarkan persamaan Mendeleev-Clapeyron - pV=(m / M)RT=konstan, hukum ini menyatakan bahwa hasil perkalian tekanan dan volume akan tetap, asalkan suhu gas dan massanya tidak berubah.
- Hukum Gay-Lussac, yang berlaku untuk proses isobarik. Dalam hal ini, rasio volume dan suhu tetap tidak berubah: V / T=const. Hukum Gay-Lussac dapat dirumuskan sebagai berikut: jika tekanan dan massa gas tetap tidak berubah dari waktu ke waktu, maka hasil bagi volume dibagi suhu adalah nilai konstan.
- Hukum Charles - untuk proses isokhorik. Rasio tekanan dan suhu tidak berubah: p / T=const. Dalam hal ini, perbandingan tekanan dan suhu gas adalah konstan sedangkan tekanan dan massa tidak berubah.
Hukum Gas: Kimia
Di antara hukum-hukum ini:
- Hukum Avogadro. Ini dirumuskan sebagai berikut: volume yang sama dari gas yang berbeda mengandung jumlah molekul yang sama, hal-hal lain dianggap sama (tekanan dan suhu). Dari hukum ini berikut -dalam kondisi normal (kondisi normal adalah tekanan 101,235 kPa dan suhu 273 K), volume mutlak setiap gas yang ditempati oleh 1 mol adalah 22,4 liter.
- Hukum D alton: volume yang ditempati oleh gas yang bereaksi satu sama lain dan produk yang diperoleh selama reaksi, ketika membagi yang pertama dengan yang kedua, menghasilkan bilangan bulat kecil, tetapi tepat, yang disebut koefisien.
- Hukum tekanan parsial: untuk menentukan tekanan campuran gas, perlu menambahkan tekanan yang diciptakan oleh gas campuran.
Berbagai hukum yang berlaku untuk gas
Mungkin banyak orang berpikir bahwa gas adalah keadaan agregat yang paling sederhana: kedua partikel bergerak secara acak, dan jarak antara keduanya maksimum (terutama dibandingkan dengan padatan), dan massa partikel yang sama ini kecil. Namun, hukum yang diterapkan untuk menggambarkan keadaan zat tersebut sangat beragam. Dari apa yang telah dikatakan di atas, maka fisika tidak hanya berurusan dengan studi tentang masalah hukum gas. Apalagi, baik dalam fisika maupun kimia tidak ada satu atau dua di antaranya. Dari sini dapat ditarik kesimpulan bahwa apa yang tampak sederhana tidak selalu demikian dalam kenyataan.
