Boylen lakityönä otettu kemian ongelma

ThoughtcoMar 14, 2020

Jos vangitset ilmanäytteen ja mitat sen tilavuus eri tavalla paineet (vakio lämpötila), voit määrittää tilavuuden ja paineen välisen suhteen. Jos teet tämän kokeen, huomaat, että kaasunäytteen paineen kasvaessa sen tilavuus pienenee. Toisin sanoen kaasunäytteen tilavuus vakiolämpötilassa on käänteisesti verrannollinen sen paineeseen. Paineen tulo kerrottuna tilavuudella on vakio:

PV = k tai V = k / P tai P = k / V

missä P on paine, V on tilavuus, k on vakio ja kaasun lämpötila ja määrä pidetään vakiona. Tätä suhdetta kutsutaan Boylen laki, jälkeen Robert Boyle, joka löysi sen vuonna 1660.

Keskeiset vaihtoehdot: Boylen lakikemia-ongelmat

  • Yksinkertaisesti sanottuna, Boylen väittää, että kaasussa vakiolämpötilassa paine kerrottuna tilavuudella on vakioarvo. Tämän yhtälö on PV = k, missä k on vakio.
  • Jos nostat kaasun painetta vakio lämpötilassa, sen tilavuus pienenee. Jos lisäät sen tilavuutta, paine laskee.
  • Kaasun tilavuus on käänteisesti verrannollinen sen paineeseen.
  • Boylen laki on muoto ihanteellisesta kaasulaista. Normaalissa lämpötilassa ja paineessa se toimii hyvin oikeissa kaasuissa. Kuitenkin korkeassa lämpötilassa tai paineessa, se ei ole oikea arvio.
    instagram viewer

Toiminut esimerkki-ongelma

Kohdat Kaasujen yleiset ominaisuudet ja Ihanteelliset kaasulaki-ongelmat voi olla hyödyllinen myös yrittäessäsi työskennellä Boylen laki-ongelmat.

Ongelma

Näyte heliumkaasusta 25 ° C: ssa puristetaan 200 cm: stä3 0,240 cm: iin3. Sen paine on nyt 3,00 cm Hg. Mikä oli heliumin alkuperäinen paine?

Ratkaisu

On aina hyvä idea kirjoittaa kaikkien tunnettujen muuttujien arvot ilmoittamalla, ovatko arvot alkutilaan vai lopputilaan. Boylen laki ongelmat ovat lähinnä ideaalikaasulain erityistapauksia:

Alkuperäinen: P1 =?; V1 = 200 cm3; n1 = n; T1 = T

Finaali: P2 = 3,00 cm Hg; V2 = 0,240 cm3; n2 = n; T2 = T

P1V1 = nRT (Ihanteellinen kaasulaki)

P2V2 = nRT

niin, P1V1 = P2V2

P1 = P2V2/ V1

P1 = 3,00 cm Hg x 0,240 cm3/ 200 cm3

P1 = 3,60 x 10-3 cm Hg

Huomasitko, että paineyksiköt ovat yksikköinä Hgg? Voit muuntaa tämän yleisemmäksi yksiköksi, kuten elohopean millimetreiksi, ilmakehiksi tai paskaliksi.

3,60 x 10-3 Hg x 10 mm / 1 cm = 3,60 x 10-2 mm Hg

3,60 x 10-3 Hg x 1 atm / 76,0 cm Hg = 4,74 x 10-5 pankkiautomaatti

Lähde

  • Levine, Ira N. (1978). Fysikaalinen kemia. Brooklynin yliopisto: McGraw-Hill.