Penjelasan undang -undang amagat, contoh, latihan

The Undang -undang Amagat menyatakan bahawa jumlah jumlah campuran gas adalah sama dengan jumlah jumlah separa.

Ia juga dikenali sebagai undang-undang jumlah separa atau bahan tambahan dan namanya disebabkan oleh ahli fizik Perancis dan ahli kimia Emile Hilaire Amagat (1841-1915), yang pertama kali merumuskannya pada tahun 1880. Ia sama dengan jumlah undang -undang tekanan separa Dalton.

Udara di atmosfera dan belon boleh dianggap sebagai campuran gas ideal, yang mana undang -undang amagat dapat digunakan. Sumber: Pxhere.

Kedua -dua undang -undang itu dipenuhi dengan tepat dalam campuran gas ideal, tetapi adalah anggaran apabila digunakan untuk gas sebenar, di mana daya antara molekul mempunyai peranan yang menonjol. Sebaliknya, ketika datang ke gas ideal, daya tarikan molekul adalah hina.

[TOC]

Formula

Dalam bentuk matematik, undang -undang Amagat memperoleh bentuk:

V_T = V₁ + V₂ + V₃ +… . = Σ v_Yo (T_m, P_m)

Di mana huruf v mewakili kelantangan, ia_T Jumlah jumlah. Simbol jumlah berfungsi sebagai notasi padat. T_m Dan p_m Suhu dan tekanan campuran masing -masing.

Kelantangan setiap gas ialah v_Yo dan dipanggil Jumlah komponen. Penting untuk diperhatikan bahawa jumlah separa ini adalah abstraksi matematik dan tidak sesuai dengan jumlah sebenar.

Sebenarnya, jika kita meninggalkan salah satu gas gas di dalam bekas, ia akan segera berkembang untuk menduduki jumlah keseluruhan. Walau bagaimanapun, undang -undang Amagat sangat berguna, kerana ia memudahkan beberapa pengiraan dalam campuran gas, memberikan hasil yang baik terutama kepada tekanan tinggi.

Boleh melayani anda: Alkanes linear: struktur, sifat, nomenclature, contoh

Contoh

Campuran gas berlimpah, untuk memulakan makhluk hidup kita menghirup campuran nitrogen, oksigen dan gas lain ke tahap yang lebih rendah, jadi ini adalah campuran gas yang sangat menarik untuk mencirikan.

Di bawah beberapa contoh campuran gas:

-Udara di atmosfera bumi, yang campurannya boleh dimodelkan dalam pelbagai cara, sama ada sebagai gas ideal atau dengan mana -mana model untuk gas sebenar.

-Enjin gas, yang merupakan pembakaran dalaman, tetapi bukannya menggunakan petrol mereka menggunakan campuran gas asli -Are.

-Campuran monoksida karbon-dioksida yang mengeluarkan enjin petrol dari tiub ekzos.

-Kombinasi hidrogen-kaedah yang berlimpah di planet gergasi gergasi.

-Gas Interstellar, campuran yang kebanyakannya terdiri daripada hidrogen dan helium yang mengisi ruang antara bintang.

-Pelbagai campuran gas di peringkat perindustrian.

Sudah tentu, campuran gas ini umumnya tidak berkelakuan sebagai gas ideal, kerana keadaan tekanan dan suhu bergerak dari yang ditubuhkan dalam model itu.

Sistem astrofizik seperti matahari jauh dari dianggap ideal, kerana suhu dan variasi tekanan muncul dalam lapisan bintang dan sifat -sifat perubahan materi ketika ia berkembang dari masa ke masa.

Campuran gas ditentukan secara eksperimen dengan peranti yang berbeza, seperti penganalisis ORSAT. Untuk gas ekzos terdapat penganalisis mudah alih khas yang bekerja dengan sensor inframerah.

Terdapat juga peranti yang mengesan kebocoran gas atau direka untuk mengesan gas tertentu khususnya, digunakan terutamanya dalam proses perindustrian.

Boleh melayani anda: minyak: ciri, struktur, jenis, mendapatkan, kegunaan Rajah 2. Penganalisis Gas Tanpa Mengesan untuk mengesan pelepasan kenderaan, khususnya karbon monoksida dan pelepasan hidrokarbon. Sumber: Wikimedia Commons.

Gas ideal dan jumlah komponen

Hubungan penting antara pembolehubah campuran dapat diperoleh dengan menggunakan undang -undang amagat. Bermula dari status gas ideal:

P.V = NRT

Kemudian jumlah komponen dibersihkan Yo campuran, yang kemudiannya boleh ditulis seperti berikut:

V_Yo = n_YoRt_m / P_m

Di mana n_Yo mewakili bilangan tahi lalat gas yang ada dalam campuran, R Ia adalah pemalar gas, T_m Ia adalah suhu campuran dan P_m tekanan yang sama. Bilangan tahi lalat tidak:

n_Yo = P_m V_Yo / Rt_m

Sementara untuk campuran lengkap, n Diberikan oleh:

n = p_mV/rt_m

Membahagikan ungkapan untuk atau antara yang terakhir:

n_Yo /n = v_Yo /V

Membersihkan v_Yo:

V_Yo = (n_Yo /n) v

Oleh itu:

V_Yo = x_Yo V

Di mana x_Yo Ia dikenali sebagai Pecahan molar Dan ia adalah jumlah yang tidak ada.

Pecahan molar bersamaan dengan pecahan isipadu V_Yo /V Dan ia dapat ditunjukkan bahawa ia juga bersamaan dengan pecahan tekanan P_Yo /P.

Untuk gas sebenar, satu lagi persamaan status yang sesuai harus digunakan atau menggunakan faktor mampatan atau faktor mampatan z. Dalam kes ini, status gas ideal mesti didarab dengan faktor tersebut:

P.V = z.Nrt

Latihan

Latihan 1

Campuran gas berikut untuk permohonan perubatan disediakan: 11 tahi lalat nitrogen, 8 mol oksigen dan 1 mol anhidrida karbonik. Kirakan jumlah separa dan tekanan separa setiap gas yang terdapat dalam campuran, jika ia mesti mempunyai tekanan 1 atmosfera dalam 10 liter.

Boleh melayani anda: berilium: sejarah, struktur, sifat, kegunaan

1 atmosfera = 760 mm hg.

Penyelesaian

Campuran dianggap sesuai dengan model gas yang ideal. Jumlah tahi lalat ialah:

N = 11 + 8 + 1 tahi lalat = 20 mol

Pecahan molar setiap gas adalah:

-Nitrogen: x _Nitrogen = 11/20

-Oksigen: x _Oksigen = 8/20

-Anhydride Karbonik: x _{Anhydride karbonik} = 1/20

Tekanan dan jumlah separa setiap gas dikira masing -masing dengan cara ini:

-Nitrogen: p_N = 760 mm hg.(11/20) = 418 mm Hg; V_N = 10 liter. (11/20) = 5.5 liter.

-Oksigen: ms_{Sama ada} = 760 mm hg.(8/20) = 304 mm Hg; V_N = 10 liter. (8/20) = 4.0 liter.

-Anhydride Karbonik: P_A-C = 760 mm hg.(1/20) = 38 mm Hg; V_N = 10 liter. (1/20) = 0.5 liter.

Sesungguhnya, dapat dilihat bahawa apa yang dikatakan pada mulanya dipenuhi: bahawa jumlah campuran adalah jumlah jumlah separa:

10 liter = 5.5 + 4.0 + 0.5 liter.

Latihan 2

50 mol oksigen dicampur dengan 190 mol nitrogen pada 25 ºC dan suasana tekanan.

Sapukan undang -undang Amagat untuk mengira jumlah jumlah campuran, menggunakan persamaan gas yang ideal.

Penyelesaian

Mengetahui bahawa 25 ºC = 298.15 k, 1 atmosfera tekanan bersamaan dengan 101325 PA dan pemalar gas dalam sistem antarabangsa adalah r = 8.314472 J/mol. K, jumlah separa adalah:

V _Oksigen = n _Oksigen. Rt_m /P_m = 50 mol × 8.314472 J/mol. K × 298.15 K/101325 PA = 1.22 m³.

V _Nitrogen = n _Nitrogen. Rt_m /P_m = 190 × 8.314472 J/mol. K × 298.15 K/101325 PA = 4.66 m³.

Kesimpulannya, jumlah campuran adalah:

V_T = 1.22 + 4.66 m³ = 5.88 m³.

Rujukan

1. Borgnakke. 2009. Asas termodinamik. Edisi ke -7. Wiley dan anak lelaki.
2. Cengel, dan. 2012. Thermodynamics. Edisi ke -7. McGraw Hill.
3. Kimia Librettexts. Undang -undang Amagat. Pulih dari: chem.Libretxts.org.
4. Engel, t. 2007. Pengenalan kepada fizikokimia: termodinamik. Pearson.
5. Pérez, s. Gas sebenar. Pulih dari: DEPA.Fquim.Unam.mx.