Avogadro įstatymo pavyzdžio problema

„Avogadro“ dujų įstatymas teigia tūrio dujų yra proporcingas molių skaičiui dujų esti, kai temperatūra ir slėgis palaikomi pastovūs. Šis pavyzdys rodo, kaip naudoti Avogadro dėsnį, norint nustatyti dujų tūrį, kai į sistemą pridedama daugiau dujų.

Prieš išspręsdami bet kokią problemą, susijusią su Avogadro dujų įstatymu, svarbu peržiūrėti šio įstatymo lygtį. Yra keli būdai tai parašyti dujų įstatymas, kuris yra matematinis santykis. Galima teigti:

k = V / n

Čia k yra proporcingumo konstanta, V yra dujų tūris, o n - dujų molių skaičius. Avogadro dėsnis taip pat reiškia, kad idealioji dujų konstanta yra vienoda visų dujų vertė, taigi:

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

kur p yra dujų slėgis, V yra tūris, T yra temperatūra ir n yra molių skaičius.

6,0 L mėginyje esant 25 ° C ir 2,00 atm slėgiui yra 0,5 molio dujų. Jei pridedama papildoma 0,25 mol dujų tuo pačiu slėgiu ir temperatūra, koks yra galutinis bendras dujų tūris?

Pirmiausia išsakykite Avogadro dėsnį pagal formulę:

V_i/ n_i = V_f/ n_f
kur
V_i = pradinis tūris
n_i = pradinis apgamų skaičius
V_f = galutinis tūris
n_f = galutinis apgamų skaičius

Šiame pavyzdyje V_i = 6,0 L ir n_i = 0,5 mol. Kai pridedama 0,25 mol:

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

Vienintelis likęs kintamasis yra galutinis tūris.

V_i/ n_i = V_f/ n_f

Išspręskite dėl V_f

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

Patikrinkite, ar atsakymas yra prasmingas. Galite tikėtis, kad tūris padidės, jei bus pridėta daugiau dujų. Ar galutinis tūris yra didesnis už pradinį tūrį? Taip. Atlikti šį patikrinimą yra naudinga, nes nesunku sudėti pradinį apgamų skaičių į skaitiklį ir galutinį apgamų skaičių į vardiklį. Jei taip būtų nutikę, galutinis apimtis būtų buvusi mažesnė už pradinę apimtį.

Taigi galutinis dujų tūris yra 9,0

• Skirtingai Avogadro numeris, Avogadro įstatymą iš tikrųjų pasiūlė Amedeo Avogadro. 1811 m. Jis iškėlė hipotezę dviejuose idealių dujų pavyzdžiuose, turinčiuose tą patį tūrį ir esant tokiam pat slėgiui bei temperatūrai.
• Avogadro dėsnis taip pat vadinamas Avogadro principu arba Avogadro hipoteze.
• Kaip ir kiti idealių dujų įstatymai, Avogadro įstatymas tik suderina realių dujų elgseną. Aukštos temperatūros ar slėgio sąlygomis įstatymas yra netikslus. Ryšys geriausiai veikia dujoms, laikomoms žemo slėgio ir įprastose temperatūrose. Be to, mažesnės dujų dalelės - helis, vandenilis ir azotas - duoda geresnių rezultatų nei didesnės molekulės, kurios labiau sąveikauja viena su kita.
• Kitas matematinis ryšys, naudojamas išreikšti Avogadro dėsnį, yra:

V / n = k

Čia V yra tūris, n yra dujų molių skaičius, o k yra proporcingumo konstanta. Svarbu atkreipti dėmesį, tai reiškia, kad ideali dujų konstanta yra tas pats visoms dujoms.