Основные параметры газа: 35 Параметры состояния газа. Уравнение состояния идеального газа. Первый закон термодинамики. Основные процессы идеального газа.

• Давление обратно пропорционально объему

Другая форма уравнения (при наличии двух наборов условий и сопоставлении обеих констант друг с другом), которая может помочь в решении задач:

Образец газа объемом 17,50 мл находится под давлением 4500 атм. Какой будет объем, если давление станет 1500 атм при фиксированном количестве газа и температуре?

Раствор

\[ V_2= \dfrac {P_1 \centerdot V_1}{P_2} \] \[ =\dfrac{4,500 атм \centerdot 17,50 мл}{1,500 атм} \] \[ = 52,50 мл \]

Закон Шарля

В 1787 году французские физики Жак Шарль обнаружили корреляцию между Температура (T) и Объем (V) (при условии, что

\[ V \propto T \rightarrow V=yT \]

где y — константа, зависящая от количества газа и давления. Объем прямо пропорционален температуре

Другая форма уравнения (при условии, что есть 2 набора условий и привязка обеих констант друг к другу), которая может помочь решить проблемы:

\[ \dfrac{V_1}{T_1} = y = \dfrac{V_2}{T_2} \]

Закон Авогадро. остаются постоянными):

\[ V \propto n \rightarrow V = zn\]

где z — константа, зависящая от давления и температуры.

• Объем (V) прямо пропорционален количеству газа (n)

Другая форма уравнения (при условии, что есть 2 набора условий и привязка обеих констант друг к другу), которая может помочь решить проблемы:

\[ \dfrac{P_1}{n_1} = z= \dfrac{P_2}{n_2}\]

Закон идеального газа представляет собой комбинацию трех законов простого газа. Установив все три закона прямо или обратно пропорционально Volume, вы получите:

\[ V \propto \dfrac{nT}{P}\]

Далее, заменив знак прямо пропорционально на константу (R), вы получите:

\[ V = \dfrac{RnT}{P}\]

И, наконец, получим уравнение:

\[ PV = nRT \]

где P= абсолютное давление идеального газа

• V= объем идеального газа
• n = количество газа
• T = абсолютная температура
• R = газовая постоянная

Здесь R называется газовой постоянной.

R = газовая постоянная = 8,3145 Дж · моль ^-1 · K ^-1 (единица СИ)
= 0,082057 л · атм·K ^{— 1} · моль — ^{141 1}

Расчет газовой постоянной, R

Числовое значение газовой постоянной, R, можно получить из уравнения идеального газа PV=nRT. При стандартной температуре и давлении, где температура 0 ^o С, или 273,15 К, давление при 1 атм, а при объеме 22,4140 л,

\[ R= \frac{PV}{RT} \]

\[ \frac{1 атм \centerdot 22,4140L}{1 моль \centerdot 273,15K} \] 9{-1} \]

Общее уравнение газа

В ситуации с идеальным газом \( \frac{PV}{nRT} = 1 \) (при условии, что все газы «идеальны» или совершенны). В случаях, когда \( \frac{PV}{nRT} \neq 1 \) или при наличии нескольких наборов условий (давление (P), объем (V), количество газа (n) и температура (T)) , используйте общее газовое уравнение:

Предполагая 2 набора условий:

Начальный случай: Окончательный случай:

\[ P_iV_i = n_iRT_i \; \; \; \; \; \; P_fV_f = n_fRT_f \]

Присвоив обеим сторонам значение R (которое является константой с одинаковым значением в каждом случае), можно получить:

\[ R= \dfrac{P_iV_i}{n_iT_i} \; \; \; \; \; \; R= \dfrac{P_fV_f}{n_fT_f} \]

Если заменить одно R на другое, то получится итоговое уравнение и общее уравнение газа:

\[ \dfrac{P_iV_i}{n_iT_i} = \dfrac {P_fV_f}{n_fT_f} \]

Стандартные условия

Если в каком-либо из законов переменная не указана, считать, что она задана. Для постоянной температуры, давления и количества:

1. Абсолютный ноль (Кельвин): 0 K = — 273,15 ^или С

T(K) = T( ^o C) + 273,15 (единица измерения температуры должна быть в градусах Кельвина)

22,4 л газа

4. В законе идеального газа газовая постоянная R = 8,3145 Дж · моль ^-1 · К ^-1
= 0,082057 л · атм·К ^{— · 4 1 моль} — ¹

Уравнение Ван-дер-Ваальса для реальных газов 92} \) корректирует давление реального газа на действие сил притяжения между молекулами газа.

Точно так же, поскольку молекулы газа имеют объем, объем реального газа намного больше, чем у идеального газа, поправочный член \(1 -nb \) используется для корректировки объема, заполненного молекулами газа.

Практические задачи

1. Если 4 л газа H ₂ при 1,43 атм имеют стандартную температуру, а давление увеличилось в 2/3 раза, каков конечный объем H ₂ газ? (Подсказка: закон Бойля)
2. Если 1,25 л газа существует при температуре 35 ^o C и постоянном давлении 0,70 атм в цилиндрическом блоке, а объем необходимо умножить на коэффициент 3/5, какова новая температура газа? (Подсказка: закон Чарльза)
3. Баллон с 4,00 г газообразного гелия имеет объем 500 мл. Когда температура и давление остаются постоянными. Каков будет новый объем гелия в баллоне, если добавить в баллон еще 4,00 г гелия? (Подсказка: Закон Авогадро)

Решения

1. 2,40 л

Чтобы решить этот вопрос, вам нужно использовать закон Бойля:

\[ P_1V_1 = P_2V_2 \]

Учет ключевых переменных — газ, температура и количество и поэтому можно отложить в сторону, необходимы только:

1. Начальное давление: 1,43 атм
2. Начальный объем: 4 л
3. Конечное давление: 1,43×1,67 = 2,39
4. Последний том (неизвестно): V ₂

Подставив эти значения в уравнение, вы получите:

В ₂ = (1,43 атм x 4 л)/(2,39 атм) = 2,38 л

2. 184,89 К

используйте закон Чарльза:

Еще раз помните о ключевых переменных. Давление оставалось постоянным, и, поскольку количество газа не упоминается, мы предполагаем, что оно остается постоянным. В противном случае ключевые переменные:

1. Начальный объем: 1,25 л
2. Начальная температура: 35 ^o C + 273,15 = 308,15K
3. Конечный объем: 1,25 л*3/5 = 0,75 л
4. Конечная температура: T ₂

Поскольку нам нужно решить для конечной температуры, вы можете изменить порядок Чарльза:

После подстановки чисел вы получите: T ₂ = (308,15 K x 0,75 л) / (1,25 л) = 184,89 K

3. 1000 мл или 1 л

Используя закон Авогадро для решения этой задачи, вы можете преобразовать уравнение в \( V_2=\frac{n_1\centerdot V_2}{n_2} \). Однако вам нужно преобразовать граммы газообразного гелия в моли.

\[ n_1 = \frac{4,00г}{4,00г/моль} = \text{1 моль} \]

Аналогично, n ₂ =2 моль

\[ V_2=\frac{n_2 \centerdot V_2}{n_1}\]

\[ =\frac{2 моль \centerdot 500 мл}{1 моль}\]

\[ = \text{1000 мл или 1 л } \]

Ссылки

1. Petrucci, Ральф Х. Общая химия: принципы и современные приложения . 9-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall, 2007.
.
2. Стейли, Деннис. Прентис Холл Химия . Бостон, Массачусетс: Пирсон Прентис Холл, 2007.
.

3. Оландер, Дональд Р. «Глава 2 Уравнение состояния». Общая термодинамика . Бока-Ратон, Северо-Запад: CRC, 2008. Печать

   .

4. О’Коннелл, Джон П. и Дж. М. Хейл. «Свойства относительно идеальных газов». Термодинамика: основы приложений . Кембридж: Cambridge UP, 2005. Печать.

5. Гаре, Шакунтала. «Законы идеального газа для одного компонента». Закон идеального газа, энтальпия, теплоемкость, теплота растворения и смешения . Том. 4. Нью-Йорк, 1984. Печать. Ф.

Внешние ссылки

• http://en.Wikipedia.org/wiki/Gas_laws
• www.chem.queensu.ca/people/faculty/mombourquette/firstyrchem/GasLaws/index. htm
• vimeo.com/10588774

Законы о газе: обзор распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и был создан, изменен и/или курирован LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

Закон идеального газа — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Закон идеального газа выражается очень просто:

\[PV=nRT\]

, из которого выводятся более простые газовые законы, такие как законы Бойля, Шарля, Авогадро и Амонтона.

Введение

Многие химики мечтали об уравнении, описывающем отношение молекулы газа к окружающей среде, такой как давление или температура. Однако они столкнулись со многими трудностями из-за того, что всегда есть другие воздействующие факторы, такие как межмолекулярные силы. Несмотря на этот факт, химики придумали простое газовое уравнение для изучения поведения газа, закрывая глаза на второстепенные факторы.

При работе с газом использовалось знаменитое уравнение, связывающее все факторы, необходимые для решения газовой проблемы. Это уравнение известно как уравнение идеального газа. Как мы всегда знали, ничего идеального не существует. В этом вопросе заранее следовало бы сделать два известных предположения:

1. частицы не имеют между собой действующих сил и
2. эти частицы не занимают места, то есть их атомный объем полностью игнорируется.

Идеальный газ — это гипотетический газ, о котором мечтали химики и студенты, потому что было бы намного проще, если бы таких вещей, как межмолекулярные силы, не существовало, усложнить простой Закон идеального газа . Идеальные газы — это, по сути, точечные массы, движущиеся в постоянном, случайном, прямолинейном движении. Его поведение описывается предположениями, перечисленными в кинетико-молекулярной теории газов. Это определение идеального газа контрастирует с определением неидеального газа, потому что это уравнение показывает, как газ ведет себя на самом деле. А пока давайте сосредоточимся на идеальном газе.

Мы должны подчеркнуть, что этот газовый закон идеален . Нам, студентам, профессорам и химикам, иногда нужно понять концепции, прежде чем мы сможем их применять, и предположение, что газы находятся в идеальном состоянии, когда на них не влияют условия реального мира, поможет нам лучше понять поведение газов. Для того чтобы газ был идеальным , его поведение должно следовать кинетико-молекулярной теории, тогда как неидеальные газы будут отклоняться от этой теории из-за условий реального мира.

Уравнение идеального газа

Прежде чем мы рассмотрим уравнение идеального газа , давайте сформулируем четыре газовые переменные и одну константу для лучшего понимания. Четыре газовых переменных: давление (P), объем (V), количество молей газа (n) и температура (T). Наконец, константа в уравнении, показанном ниже, есть R, известная как газовая постоянная , которая будет подробно обсуждаться позже:

\[ PV=nRT \]

Другой способ описать идеальный газ — это описать его математически. Рассмотрим следующее уравнение:

\[ \dfrac{PV}{nRT}=1 \]

Член \(\frac{pV}{nRT}\) также называется коэффициентом сжатия и является мерой идеальности газа. Идеальный газ всегда будет равен 1, если его включить в это уравнение. Чем больше он отклоняется от числа 1, тем больше он будет вести себя как реальный газ, а не как идеальный. При работе с этим уравнением всегда следует помнить о нескольких вещах, так как оно может оказаться чрезвычайно полезным при проверке вашего ответа после решения газовой задачи.

• Давление прямо пропорционально количеству молекул и температуре. (Поскольку P находится в противоположной стороне уравнения от n и T)
• Однако давление косвенно пропорционально объему. (Поскольку P находится на той же стороне уравнения, что и V)

Простые законы газа

Закон идеального газа представляет собой комбинацию всех простых законов газа (закона Бойля, закона Шарля и закона Авогадро), поэтому изучение этого закона означает, что вы узнали их все. Простые газовые законы всегда можно вывести из Уравнение идеального газа.

Закон Бойля

Закон Бойля описывает обратно пропорциональную зависимость между давлением и объемом при постоянной температуре и фиксированном количестве газа. Этот закон появился в результате манипулирования законом об идеальном газе.

\[ P \propto \dfrac{1}{V} \]

или выраженное двумя точками давления/объема:

\[ P_1V_1=P_2V_2 \]

Это уравнение было бы идеальным при работе с проблемой, требующей начальное или конечное значение давления или объема определенного газа при отсутствии одного из двух факторов.

Закон Чарльза

Закон Чарльза описывает прямо пропорциональную зависимость между объемом и температурой (в градусах Кельвина) фиксированного количества газа при постоянном давлении.

\[ V\propto \; T \]

или выразить из двух точек объема/температуры:

\[ \dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2} \]

Это уравнение можно использовать для определения начального или конечного значение объема или температуры при данном условии, что давление и число молей газа остаются неизменными.

Закон Авогадро

Объем газа прямо пропорционален количеству газа при постоянной температуре и давлении.

\[ V \propto\; n\]

или в виде двух единиц объема/числа:

\[ \dfrac{V_1}{n_1}=\dfrac{V_2}{n_2} \]

Закон Авогадро хорошо применим к задачам с использованием стандарта Температура и давление (см. ниже) из-за заданного значения давления и температуры.

Закон Амонтона

При постоянном числе молей газа и неизменном объеме давление прямо пропорционально температуре.

\[ P \propto\; T\]

или в виде двух точек давления/температуры:

\[ \dfrac{P_1}{T_1}=\dfrac{P_2}{T_2} \]

Закон Бойля, Закон Шарля и Закон Авоградро и Закон Амонтона дается при определенных условиях, поэтому их прямое объединение не сработает. С помощью продвинутой математики (предоставленной по внешней ссылке, если вам интересно) свойства трех простых газовых законов дадут вам уравнение идеального газа.

Стандартная температура и давление (STP)

Стандартные условия температуры и давления известны как STP . Две вещи, которые вы должны знать об этом, перечислены ниже.

• Универсальное значение STP составляет 1 атм (давление) и 0 ^o C. Обратите внимание, что в этой форме специально указано 0 ^o градус C, а не 273 Кельвина, даже несмотря на то, что вам придется конвертировать в Кельвины при подключении этого значение в уравнение идеального газа или любое из уравнений простого газа.
• В STP 1 моль газа занимает 22,4 л объема контейнера.

Единицы P, V и T

В таблице ниже перечислены различные единицы для каждого свойства.

Фактор	Переменная	Единицы
Давление	Р	атм торр Па мм рт. ст.
Том	В	л м³
Кроты	п	моль
Температура	Т	К
Газовая постоянная	Р*	см. таблицу значений R ниже

Обратите внимание на некоторые вещи, такие как температура всегда выражается в единицах СИ в Кельвинах (K), а не в градусах Цельсия (C), а количество газа всегда измеряется в молях. Давление и объем газа, с другой стороны, могут иметь разные единицы измерения, поэтому обязательно знайте, как преобразовать их в соответствующие единицы, если это необходимо.

Единицы измерения давления

Используйте следующую таблицу в качестве справочной информации по давлению.

Распространенные единицы измерения давления

Блок	Символ	Эквивалент 1 атм
Атмосфера	атм	1 атм
Миллиметр ртутного столба	мм рт. ст.	760 мм рт.ст.
Торр	торр	760 торр
Паскаль	Па	101326 Па
Килопаскаль	кПа*	101,326 кПа
Бар	бар	1,01325 бар
Миллибар	мб	1013,25 мб

*примечание: это единица СИ для давления

Газовая постоянная (R)

Здесь начинается сложная часть, когда речь заходит о газовой постоянной , R. Значение R БУДЕТ изменяться при работе с другими единицами давления и объема (температурный фактор игнорируется, поскольку температура всегда будет в Кельвинах, а не в градусах Цельсия при использовании уравнения идеального газа). Только через соответствующее значение R вы получите правильный ответ задачи. Это просто константа, и различные значения R соотносятся с заданными единицами измерения. При выборе значения R выберите значение с соответствующими единицами данной информации (иногда данные единицы должны быть соответствующим образом преобразованы). Вот некоторые часто используемые значения R:

*примечание: это единица СИ для газовой постоянной

Пример 1

Итак, какое значение R следует использовать?

Решение

Из-за различных значений R вы можете использовать для решения проблемы. Крайне важно, чтобы единицы измерения давления, объема, количества молей и температуры соответствовали единицам R.

• Если вы используете первое значение R, которое равно 0,082057 л атм моль ^-1 K ^{— 1} , ваша единица измерения давления должна быть атм , объема должна быть литра , температуры должна быть Кельвин.
• Если вы используете второе значение R, которое равно 62,364 л Торр моль ^-1 К ^-1 , ваша единица измерения давления должна быть Торр , объема должна быть литра , а для температуры должна быть Кельвина .

Применение закона идеального газа

Откуда вы знаете, что уравнение идеального газа является правильным для использования? Используйте уравнение идеального газа для решения задачи, когда задано количество газа и масса газа постоянна . Существуют различные типы задач, которые потребуют использования уравнения идеального газа.

• Решение неизвестной переменной
• Начальный и окончательный
• Парциальное давление

Другие вещи, о которых следует помнить: Знайте, что такое стандартные значения температуры и давления (STP). Уметь делать стехиометрию. Знайте свои основные уравнения. Взгляните на проблемы ниже для примеров каждого типа проблемы. Сначала попробуйте их, и если понадобится помощь, решения находятся прямо под ними. Примечание: единицы должны сокращаться, чтобы получить соответствующую единицу; знание этого поможет вам перепроверить свой ответ.

Пример 2

5,0 г неона находится при 256 мм ртутного столба и температуре 35°С. Каков объем?

Раствор

Шаг 1: Запишите предоставленную информацию:

• P = 256 мм рт.ст.
• В = ?
• м = 5,0 г
• R = 0,0820574 л•атм•моль ^-1 К ^-1
• Т = 35°С

Шаг 2: Преобразуйте при необходимости:

Давление: \( 256 \; \rm{мм рт. ст.} \times (1 \; \rm{атм/) 760 \; \rm{мм рт.ст.}) = 0,3368 \; \rm{атм} \)

Моль: \( 5,0 \; \rm{г}\; Ne \times (1 \; \rm{моль} / 20,1797\; \rm{г}) = 0,25 \; \rm{моль}\; \ rm{Ne} \)

Температура: \(35º C + 273 = 308 \; \rm{K} \)

Шаг 3: Подставьте переменные в соответствующее уравнение.

\[ V = (nRT/P) \]

\[ V = \dfrac{(0,25\; \rm{моль})(0,08206\; \rm{L атм}/\rm{K моль} )(308\; \rm{K})}{(0,3368\; \rm{атм})}] \]

\[ V = 19\; \rm{L}\]

Пример 3

Какова температура газа в градусах Цельсия, если он имеет объем 25 л, 203 моль, 143,5 атм?

Решение

Шаг 1: Запишите предоставленную информацию:

• P = 143,5 атм
• В= 25 л
• n = 203 моль
• R = 0,0820574 л•атм•моль ^-1 К ^-1
• Т = ?

Шаг 2: Пропустить, поскольку все единицы являются подходящими единицами.

Шаг 3: Подставьте переменные в соответствующее уравнение.

\[T = \dfrac{PV}{nR}\]

\[T = \dfrac{(143,5\; \rm{атм})(25\; \rm{L})}{(203 \; \rm{моль})(0,08206 л•атм/К моль)} \]

\[T = 215,4\; \rm{K}\]

Шаг 4: Вы еще не закончили. Обязательно внимательно прочитайте задачу и ответьте на вопрос. В этом случае они запрашивают температуру в градусах Цельсия, поэтому вам нужно будет преобразовать ее из K, единиц, которые у вас есть.

\[215,4 K — 273 = -57,4°C\]

Пример 4

Какова плотность газообразного азота (\(N_2\)) при 248,0 Торр и 18°C?

Решение

Шаг 1: Запишите предоставленную информацию

• P = 248,0 торр
• В = ?
• н = ?
• R = 0,0820574 л•атм•моль ^-1 К ^-1
• Т = 18°С

Шаг 2: При необходимости преобразуйте.

\[(248 \; \rm{Torr}) \times \dfrac{1 \; \rm{атм}}{760 \; \rm{торр}} = 0,3263 \; \rm{atm}\]

\[18ºC + 273 = 291 K\]

Шаг 3: Это сложно. Нам нужно манипулировать уравнением идеального газа, чтобы включить плотность в уравнение. *Запишите все известные уравнения:

\[PV = nRT\]

\[\rho=\dfrac{m}{V}\]

где \(\rho\)=плотность, m=масса , V=Объем

\[m=M \times n\]

где m=масса, M=молярная масса, n=моли

* Теперь возьмем уравнение плотности.

\[\rho=\dfrac{m}{V}\]

*Учитывая \(m=M \times n\)… замените \((M \times n)\) на \( масса\) в формуле плотности.

\[\rho=\dfrac{M \times n}{V}\]

\[\dfrac{\rho}{M} = \dfrac{n}{V}\]

* Теперь измените уравнение идеального газа

\(PV = nRT\)

\[\dfrac{n} {V} = \dfrac{P}{RT}\]

*\((n/V)\) входит в оба уравнения.

\[\dfrac{n}{V} = \dfrac{\rho}{M}\]

\[\dfrac{n}{V} = \dfrac{P}{RT}\]

* Теперь объедините их, пожалуйста.

\[\dfrac{\rho}{M} = \dfrac{P}{RT}\]

* Плотность изолята.

\[\rho = \dfrac{PM}{RT}\]

Шаг 4: Теперь введите имеющуюся у вас информацию.

\[\rho = \dfrac{PM}{RT}\]

\[\rho = \dfrac{(0,3263\; \rm{атм})(2*14,01 \; \rm{г/моль) })}{(0,08206 л атм/К моль)(291 \; \rm{K})}\]

\[\rho = 0,3828 \; г/л\]

Пример 5

Найдите объем, мл, при смешивании 7,00 г \(O_2\) и 1,50 г \(Cl_2\) в сосуде при давлении 482 атм и температуре температура 22º C.

Раствор

Шаг 1: Запишите предоставленную информацию

• P = 482 атм
• В = ?
• н = ?
• R = 0,0820574 л•атм•моль ^-1 К ^-1
• Т = 22°С + 273 = 295К
• 1,50 г Кл ₂
• 7,00 г _{О 2}

Шаг 2: Найдите общее количество молей смешанных газов, чтобы использовать уравнение идеального газа.

\[n_{всего} = n_{O_2}+ n_{Cl_2}\]

\[= \left[7.0 \; \гм{г} \; O_2 \times \dfrac{1 \; \гм{моль} \; О_2}{32.00\; \гм{г} \; O_2}\вправо] + \влево[1.5 \; \гм{г}\; Cl_2 \times \dfrac{1 \; \гм{моль} \; Cl_2}{70,905 \; \гм{г} \; Cl_2}\right]\]

\[= 0,2188 \; \гм{моль} \; О_2+0,0212\; \гм{моль} \; Cl_2\]

\[= 0,24 \; \rm{mol}\]

Шаг 3: Теперь, когда у вас есть родинки, подставьте вашу информацию в уравнение идеального газа.

\[V= \dfrac{nRT}{P}\]

\[V= \dfrac{(0,24\; \rm{моль})(0,08206 л атм/К моль)(295\; \rm {K})}{(482\; \rm{атм})}\]

\[V= 0,0121\; \rm{L}\]

Шаг 4: Почти готово! Теперь просто переведите литры в миллилитры.

\[0,0121\; \rm{L} \times \dfrac{1000\; \rm{ml}}{1\; \rm{L}} = 12,1\; \rm{мл}\]

Пример 6

Контейнер объемом 3,00 л наполнен \(Ne_{(г)}\) при 770 мм рт.ст. при 27 ^o C. A \(0,633\;\rm{г }\) затем добавляется образец пара \(CO_2\). Каково парциальное давление \(CO_2\) и \(Ne\) в атм? Каково общее давление в сосуде в атм?

Решение

Шаг 1: Запишите всю предоставленную информацию , и при необходимости преобразуйте.

До:

• P = 770 мм рт. ст. —> 1,01 атм
• В = 3,00 л
• n _Ne =?
• Т = 27 ^o С —> \(300\; К\)

Другие неизвестные: \(n_{CO_2}\)= ?

\[n_{CO_2} = 0,633\; \rm{g} \;CO_2 \times \dfrac{1 \; \rm{mol}}{44\; \rm{г}} = 0,0144\; \гм{моль} \; CO_2\]

Шаг 2: Записав всю предоставленную информацию, найдите неизвестные родинки Ne.

\[n_{Ne} = \dfrac{PV}{RT}\]

\[n_{Ne} = \dfrac{(1,01\; \rm{атм})(3,00\; \rm{L})}{(0,08206\;атм\;л/моль\;K)(300 \;\rm{K})}\]

\[n_{Ne} = 0,123 \; \rm{mol}\]

Поскольку давление в контейнере перед добавлением \(CO_2\) содержало только \(Ne\), то есть ваше парциальное давление \(Ne\). После конвертации в атм вы уже ответили на часть вопроса!

\[P_{Ne} = 1,01\; \rm{atm}\]

Шаг 3: Теперь, когда у вас есть давление для Ne, вы должны найти парциальное давление для \(CO_2\). Используйте уравнение идеального газа.

\[ \dfrac{P_{Ne}V}{n_{Ne}RT} = \dfrac{P_{CO_2}V}{n_{CO_2}RT}\]

, но поскольку оба газа имеют одинаковый объем ( \(V\)) и температура (\(T\)) и поскольку газовая постоянная (\(R\)) является константой, все три члена сокращаются и могут быть удалены из уравнения.

\[\dfrac{P}{n_{Ne}} = \dfrac{P}{n_{CO_2}}\]

\[\dfrac{1.01 \; \rm{атм}}{0,123\; \rm{mol} \;Ne} = \dfrac{P_{CO_2}}{0,0144\; \rm{mol} \;CO_2} \]

\[P_{CO_2} = 0,118 \; \rm{атм}\]

Парциальное давление \(CO_2\).

Шаг 4: Теперь найдите полное давление.

\[P_{общий}= P_{Ne} + P_{CO_2}\]

\[P_{общий}= 1,01 \; \rm{атм} + 0,118\; \rm{atm}\]

\[P_{total}= 1,128\; \гм{атм} \приблизительно 1,13\; \rm{атм} \; \text{(с соответствующими значащими цифрами)} \]

Ссылки

1. Ложье, Александр; Гарай, Йозеф. «Вывод закона идеального газа». Журнал химического образования . 2007, Том. 84, вып. 11, стр. 1832 -1833 гг.
2. Левин, С. «Вывод закона идеального газа». Журнал химического образования. 1985, Vol. 62, вып. 5, стр. 399.
3. Людер, В.Ф. «Определение идеального газа». Журнал химического образования. 1968, 45 (5), стр. 351 DOI: 10.1021 / ed045p351.1
4. Петруччи, Ральф Х., Уильям С. Харвуд, Ф. Г. Херринг и Джеффри Д. Мадура. Общая химия: принципы и современные приложения. 9-е изд. Река Верхнее Сэдл: Pearson Education, Inc., 2007.
5. Тимберлейк, Карен. Общая органическая и биологическая химия.