ከፊል ግፊትን እንዴት ማስላት እንደሚቻል - 14 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: Jason Gerald | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-19 22:11

በኬሚስትሪ ውስጥ “ከፊል ግፊት” በጋዝ ውህድ ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ጋዝ በአከባቢው ላይ የሚያደርሰው ግፊት ፣ እንደ መጠነ -ሰፊ ማሰሪያ ፣ የመጥለቅ የአየር ማጠራቀሚያ ወይም የከባቢ አየር ወሰን። የጋዝ መጠን ፣ የሚይዘው መጠን እና የሙቀት መጠኑን ካወቁ የእያንዳንዱን ጋዝ ድብልቅ ድብልቅ ውስጥ ማስላት ይችላሉ። የጋዝ ድብልቅን አጠቃላይ ግፊት ለማስላት ከፊል ግፊቶች አንድ ላይ ሊጨመሩ ይችላሉ። በሌላ በኩል የከፊሉን ግፊት ለማስላት አጠቃላይ ግፊቱ አስቀድሞ ሊሰላ ይችላል።

ደረጃ

የ 3 ክፍል 1 - የጋዞች ንብረቶችን መረዳት

ደረጃ 1. እያንዳንዱን ጋዝ እንደ “ተስማሚ” ጋዝ አድርገው ይያዙት።

በኬሚስትሪ ውስጥ ፣ ተስማሚ ጋዝ ወደ ሞለኪውሎቹ ሳይሳብ ከሌሎች ጋዞች ጋር የሚገናኝ ጋዝ ነው። ብቸኛ የሆኑ ሞለኪውሎች ሳይለወጡ እንደ ቢሊያርድ ኳሶች ሊወድቁ እና ሊዘሉ ይችላሉ።

በአነስተኛ ቦታ ላይ ሲጨመቀው የአንድ ተስማሚ ጋዝ ግፊት ይጨምራል እና በትልቅ ቦታ ሲሰፋ ይቀንሳል። ይህ ግንኙነት በሮበርት ቦይል የተፈጠረ የቦይል ሕግ ይባላል። በሂሳብ ፣ ቀመር k = P x V ፣ ወይም ወደ k = PV ቀለል ብሏል ፣ k ቋሚ ነው ፣ P ግፊት ነው ፣ V ደግሞ ድምጽ ነው።
ለግፊት በርካታ ሊሆኑ የሚችሉ አሃዶች አሉ። ከመካከላቸው አንዱ ፓስካል (ፓ) ነው። ይህ ክፍል በአንድ ካሬ ሜትር ስፋት ላይ የተተገበረ የአንድ ኒውተን ኃይል ነው። ሌላው አሃድ ከባቢ አየር (ኤቲኤም) ነው። ከባቢ አየር የምድር ከባቢ አየር በባሕር ደረጃ ላይ ያለው ግፊት ነው። የ 1 ኤቲኤም ግፊት ከ 101,325 ፓ ጋር እኩል ነው።
ተስማሚ ጋዝ የሙቀት መጠን በመጨመር ከፍ ይላል እና በመጠን መቀነስ ይቀንሳል። ይህ ግንኙነት በሳይንስ ሊቅ ዣክ ቻርልስ የተፈጠረ የቻርልስ ሕግ ይባላል። የሒሳብ ቀመር k = V / T ነው ፣ k የት የድምፅ እና የሙቀት መጠን ቋሚ ነው ፣ V መጠን ነው ፣ እና ቲ የሙቀት መጠኑ ነው።
በዚህ ቀመር ውስጥ ያለው የጋዝ ሙቀት በዲቪል ኬልቪን ይሰጣል ፣ ይህም በሴልሺየስ ውስጥ ያለውን የዲግሪ እሴት 273 ን በመጨመር ያገኛል።
ከላይ ያሉት ሁለቱ ቀመሮች ከአንድ ቀመር ጋር ሊጣመሩ ይችላሉ k = PV / T ፣ እሱም እንደ PV = kT ሊፃፍ ይችላል።

ደረጃ 2. የሚለካውን የጋዝ መጠን ይወስኑ።

ጋዞች ብዛትና መጠን አላቸው። መጠኑ ብዙውን ጊዜ የሚለካው በ ሊትር (l) ነው ፣ ግን ሁለት ዓይነት ብዛት አለ።

የተለመደው ክብደት የሚለካው በ ግራም ነው ፣ ግን በትላልቅ መጠኖች ውስጥ አሃዱ ኪሎግራም ነው።
ጋዞች በጣም ቀላል ስለሆኑ ፣ ጥቅም ላይ የዋሉ አሃዶች ሞለኪውላዊ ብዛት ወይም የሞላር ብዛት ናቸው። የሞላር ብዛት ጋዝ በሚሠራበት ግቢ ውስጥ የእያንዳንዱ አቶም ጠቅላላ የአቶሚክ ብዛት ድምር ነው ፣ እያንዳንዱ አቶም ከካርቦን ቁጥር 12 ጋር ሲነፃፀር።
አተሞች እና ሞለኪውሎች ለመቁጠር በጣም ትንሽ ስለሆኑ የጋዝ ብዛት በሞለስ ውስጥ ተገል is ል። በአንድ ጋዝ ውስጥ የሚገኙ የሞሎች ብዛት በጅምላ ሞለኪውሉን በመከፋፈል እና በደብዳቤ n በመጥቀስ ማግኘት ይቻላል።
በጋዝ ቀመር ውስጥ ያለው ቋሚ ኬ በ n ምርት ፣ የሞሎች ብዛት (አይሎች) ፣ እና አዲሱ ቋሚ አር አሁን ቀመር nR = PV/T ወይም PV = nRT ነው።
የ R ዋጋ የሚወሰነው የጋዝ ግፊትን ፣ የድምፅን እና የሙቀት መጠንን ለመለካት በሚጠቀሙባቸው አሃዶች ላይ ነው። በሊተር ውስጥ ለድምጽ ፣ በኬልቪን ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን ፣ እና በከባቢ አየር ውስጥ ያለው ግፊት ፣ እሴቱ 0.0821 ኤል ኤቲኤም/ኬ ሞል ነው። ይህ እሴት እንደ 0.0821 ኤል ኤቲኤም ሊፃፍ ይችላል^-1 ሞለኪውል ^-1 በመለኪያ አሃዶች ውስጥ ክፍሎችን ለመወከል ቁርጥራጮችን ከመጠቀም ለመቆጠብ።

ደረጃ 3. የዳልተን ከፊል ግፊት ሕግን ይረዱ።

ይህ ሕግ የተገነባው በኬሚስት እና በፊዚክስ ጆን ዳልተን ሲሆን በመጀመሪያ የኬሚካል ንጥረነገሮች ከአቶሞች የተሠሩ ናቸው የሚለውን ጽንሰ -ሀሳብ አዳብሯል። የዳልተን ሕግ የጋዞች ድብልቅ አጠቃላይ ግፊት ድብልቅ ውስጥ የግለሰብ ጋዞች ግፊቶች ድምር ነው ይላል።.

የዳልተን ሕግ በሚከተለው ቀመር P መልክ ሊጻፍ ይችላል_ጠቅላላ = ፒ₁ + ገጽ₂ + ገጽ₃ … ከምልክቱ በስተቀኝ ያለው የፒ መጠን በተቀላቀለው ውስጥ ካለው የጋዝ መጠን ጋር እኩል ነው።
የእያንዳንዱ ጋዝ ከፊል ግፊት የማይታወቅ ፣ ግን መጠኑ እና የሙቀት መጠኑ ከሚታወቅባቸው የተለያዩ ጋዞች ጋር በሚገናኝበት ጊዜ የዳልተን የሕግ ቀመር ሊራዘም ይችላል። የጋዝ ከፊል ግፊት በዚያ መጠን ውስጥ ያለው ጋዝ በመያዣው ውስጥ ብቸኛው ጋዝ መሆኑን ከሚገምተው ግፊት ጋር እኩል ነው።
ለእያንዳንዱ ከፊል ግፊት ተስማሚ የጋዝ ቀመር መጠቀም ይቻላል። PV = nRT ን ከመጠቀም ይልቅ በግራ በኩል ያለው ፒ ብቻ መጠቀም ይቻላል። ለዚያ ፣ ሁለቱም ወገኖች በ V ተከፋፍለዋል- PV/V = nRT/V። በቀኝ በኩል ያሉት ሁለቱ ቪዎች እርስ በእርሳቸው ይሰረዛሉ ፣ P = nRT/V ን ይተዋሉ።
በከፊል ግፊት ቀመር ውስጥ አንድ የተወሰነ ጋዝ የሚወክል እያንዳንዱን ፒ በቀኝ በኩል ለመተካት ልንጠቀምበት እንችላለን - ፒ_ጠቅላላ = (nRT/V) ₁ + (nRT/V) ₂ + (nRT/V) ₃ …

የ 3 ክፍል 2 - ከፊል ግፊትን ማስላት ፣ ከዚያ አጠቃላይ ግፊት

ደረጃ 1. ለሚያስሉት እያንዳንዱ ጋዝ ከፊል የግፊት ቀመር ይወስኑ።

ለዚህ ስሌት 2 ሊትር ማሰሮ 3 ጋዞችን ይይዛል -ናይትሮጅን (ኤን₂) ፣ ኦክስጅን (ኦ₂) ፣ እና ካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO₂). እያንዳንዱ ጋዝ ብዛት 10 ግራም ፣ እና የሙቀት መጠኑ 37 ዲግሪ ሴልሺየስ አለው። የእያንዳንዱን ጋዝ ከፊል ግፊት እና በኬሚካል ብልጭታ ውስጥ ያለውን የጋዝ ድብልቅ አጠቃላይ ግፊት እናሰላለን።

ከፊል ግፊት ቀመር P ነው_ጠቅላላ = ፒ_{ናይትሮጅን} + ገጽ_{ኦክስጅን} + ገጽ_{ካርበን ዳይኦክሳይድ}.
በሚታወቅ መጠን እና የሙቀት መጠን ለእያንዳንዱ ጋዝ ግፊትን እየፈለግን ስለሆነ የእያንዳንዱ ጋዝ የሞሎች ብዛት በጅምላው ላይ በመመርኮዝ ሊሰላ ይችላል። ቀመር ወደ: ፒ_ጠቅላላ = (nRT/V) _{ናይትሮጅን} + (nRT/V) _{ኦክስጅን} + (nRT/V) _{ካርበን ዳይኦክሳይድ}

ደረጃ 2. የሙቀት መጠኑን ወደ ኬልቪን ይለውጡ።

በሴልሺየስ ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን 37 ዲግሪ ነው ፣ ስለዚህ 310 ዲግሪ ኬ ለማግኘት 273 ወደ 37 ይጨምሩ።

ደረጃ 3. በናሙናው ውስጥ ያለውን የእያንዳንዱ ጋዝ የሞሎች ብዛት ይፈልጉ።

የአንድ ጋዝ አይሎች ብዛት በጋዝ ብዛቱ የተከፋፈለው የጋዝ ብዛት ነው ፣ ይህም ድብልቅ ውስጥ ያለው እያንዳንዱ አቶም የአቶሚክ ብዛት ነው።

ለናይትሮጅን ጋዝ (ኤን₂) ፣ እያንዳንዱ አቶም የአቶሚክ ብዛት አለው 14. ናይትሮጂን ዳያቶሚክ (የሁለት-አቶም ሞለኪውል) በመሆኑ በዚህ ናሙና ውስጥ ለናይትሮጅን 28 የሞላ ብዛት ለማግኘት የ 14 እሴት በ 2 ማባዛት አለበት። በመቀጠልም በ 10 ግራም ውስጥ ያለው ብዛት በ 28 ተከፍሏል ፣ የሞሎች ብዛት ለማግኘት ፣ ስለዚህ ውጤቱ ወደ 0.4 ሞሎች ናይትሮጅን ነው።
ለሚቀጥለው ጋዝ ፣ ኦክስጅን (ኦ₂) ፣ እያንዳንዱ አቶም የ 16. አቶሚክ ብዛት አለው። ኦክስጅንም እንዲሁ ዲያቶሚክ ነው ፣ ስለሆነም 16 ጊዜ 2 በናሙና ውስጥ 32. 10 ግራም በ 32 የተከፈለ 10 ግራም በ 0.3 ሞሎች ኦክስጅን ይሰጣል።
ቀጣዩ ካርቦን ዳይኦክሳይድ (ኮ₂) ፣ እሱም 3 አቶሞች ያሉት ፣ ማለትም አንድ የካርቦን አቶም ከአቶሚክ ብዛት 12 እና ሁለት የኦክስጅን አቶሞች ከአቶሚክ ብዛት 16. እነዚህ ሞለኪውሎች ብዛት 12 + 16 + 16 = 44 ተጨምረዋል። ቀጣዩ 10 ግራም በ 44 ተከፍሏል ስለዚህ ውጤቱ ወደ 0.2 ሞሎች ካርቦን ዳይኦክሳይድ ነው።

ደረጃ 4. የሞለኪውል እሴቶችን ፣ መጠኑን እና የሙቀት መጠኑን ያስገቡ።

ቁጥሮቹ ቀመር ውስጥ ገብተዋል ፒ_ጠቅላላ = (0, 4 * R * 310/2) _{ናይትሮጅን} + (0, 3 * R * 310/2) _{ኦክስጅን} + (0, 2 * R * 310/2) _{ካርበን ዳይኦክሳይድ}.

ለቀላልነት ፣ ክፍሎቹ አልተጻፉም። እነዚህ ክፍሎች በሒሳብ ስሌቶች ውስጥ ይደመሰሳሉ ፣ የግፊት አሃዶችን ብቻ ይቀራሉ።

ደረጃ 5. የቋሚውን አር ዋጋ ያስገቡ

አጠቃላይ እና ከፊል ግፊቶች በከባቢ አየር ክፍሎች ውስጥ ይገለፃሉ ፣ ስለዚህ ጥቅም ላይ የዋለው የ R እሴት 0.0821 ኤል ኤቲኤም/ኬ ሞል ነው። ይህ እሴት ቀመር P እንዲሆን ቀመር ውስጥ ይገባል_ጠቅላላ =(0, 4 * 0, 0821 * 310/2) _{ናይትሮጅን} + (0, 3 *0, 0821 * 310/2) _{ኦክስጅን} + (0, 2 * 0, 0821 * 310/2) _{ካርበን ዳይኦክሳይድ}.

ደረጃ 6. ለእያንዳንዱ ጋዝ ከፊል ግፊቶችን ያሰሉ።

አሁን ሁሉም አስፈላጊ እሴቶች ይገኛሉ ፣ ሂሳብን ለመስራት ጊዜው አሁን ነው።

ለናይትሮጅን ከፊል ግፊት 0.4 ሞሎች በ 0.0821 ቋሚ እና በ 310 ዲግሪ ኬ የሙቀት መጠን ይባዛሉ ፣ ከዚያ በ 2 ሊትር ይከፈላሉ 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5.09 ኤቲኤም ፣ በግምት።
ለኦክስጅን ከፊል ግፊት 0.3 ሞሎች በ 0.0821 ቋሚ እና በ 310 ዲግሪ ኬ የሙቀት መጠን ይባዛሉ ፣ ከዚያም በ 2 ሊትር ይከፈላሉ 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3.82 ኤቲኤም ፣ በግምት።
ለካርቦን ዳይኦክሳይድ ከፊል ግፊት 0.2 ሞሎች በ 0.0821 ቋሚ እና በ 310 ዲግሪ ኬ የሙቀት መጠን ይባዛሉ ፣ ከዚያ በ 2 ሊትር ይከፈላሉ 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 ኤቲኤም ፣ በግምት።
ከዚያም አጠቃላይ ግፊቱን ለማግኘት ሦስቱ ከፊል ግፊቶች አንድ ላይ ተጨምረዋል - ፒ_ጠቅላላ = 5 ፣ 09 + 3 ፣ 82 + 2 ፣ 54 ፣ ወይም 11.45 ኤቲኤም ፣ ብዙ ወይም ያነሰ።

የ 3 ክፍል 3 - አጠቃላይ ግፊትን ማስላት ፣ ከዚያ ከፊል

ደረጃ 1. እንደ ቀደመው ከፊል የግፊት ቀመር ይወስኑ።

እንደገና ፣ 2 ሊትር ማሰሮ 3 የተለያዩ ጋዞችን ይይዛል -ናይትሮጅን (ኤን₂) ፣ ኦክስጅን (ኦ₂) ፣ እና ካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO₂). የእያንዳንዱ ጋዝ ብዛት 10 ግራም ሲሆን የእያንዳንዱ የሙቀት መጠን 37 ዲግሪ ሴ.

በኬልቪን ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን አሁንም ተመሳሳይ ነው 310 ዲግሪዎች እና የሞሎች ብዛት በግምት 0.4 ሞሎች ናይትሮጅን ፣ 0.3 ሞሎች ኦክስጂን እና 0.2 ሞሎች የካርቦን ዳይኦክሳይድ ናቸው።
ጥቅም ላይ የዋለው የግፊት አሃድ እንዲሁ ከባቢ አየር ነው ፣ ስለሆነም የቋሚ አር ዋጋ 0.0821 ኤል ኤቲኤም/ኬ ሞል ነው።
ስለዚህ ከፊል የግፊት እኩልነት በዚህ ነጥብ ላይ አሁንም ተመሳሳይ ነው - ፒ_ጠቅላላ =(0, 4 * 0, 0821 * 310/2) _{ናይትሮጅን} + (0, 3 *0, 0821 * 310/2) _{ኦክስጅን} + (0, 2 * 0, 0821 * 310/2) _{ካርበን ዳይኦክሳይድ}.

ደረጃ 2. የጋዝ ውህዱን አጠቃላይ የቁጥሮች ብዛት ለማግኘት በናሙናው ውስጥ የእያንዳንዱ ጋዝ የሞሎች ብዛት ይጨምሩ።

ለእያንዳንዱ የጋዝ ናሙና መጠን እና የሙቀት መጠኑ አንድ ስለሆነ ፣ እና እያንዳንዱ የሞላር እሴት እንዲሁ በተመሳሳይ ቋሚ ስለሚባዛ ፣ የሂሳብ አከፋፈሉን ንብረት በመጠቀም ቀመርን እንደሚከተለው ለመፃፍ እንችላለን።_ጠቅላላ = (0, 4 + 0, 3 + 0, 2) * 0, 0821 * 310/2.

ድምርዎቹን ያድርጉ - 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 ሞሎች የጋዝ ድብልቅ። እኩልታው ቀላል ይሆናል ፣ ማለትም ፒ_ጠቅላላ = 0, 9 * 0, 0821 * 310/2.

ደረጃ 3. የጋዝ ድብልቅውን አጠቃላይ ግፊት ያሰሉ።

ማባዛቱን ያድርጉ - 0.9 * 0.0821 * 310/2 = 11.45 ሞሎች ፣ ብዙ ወይም ያነሰ።

ደረጃ 4. ድብልቁን የሚያወጣውን እያንዳንዱን ጋዝ መጠን ያሰሉ።

በድብልቁ ውስጥ የእያንዳንዱን ጋዝ መጠን ለማስላት የእያንዳንዱን ጋዝ የሞሎች ብዛት በጠቅላላው የሞሎች ብዛት ይከፋፍሉ።

0.4 ሞሎች የናይትሮጅን አሉ ፣ ስለዚህ 0.4/0.9 = 0.44 (44 በመቶ) ናሙና ፣ ብዙ ወይም ያነሰ።
የናይትሮጅን 0.3 ሞሎች አሉ ፣ ስለዚህ ናሙናው 0.3/0.9 = 0.33 (33 በመቶ) ፣ ብዙ ወይም ያነሰ።
0.2 ሞሎች የካርቦን ዳይኦክሳይድ አሉ ፣ ስለዚህ ናሙናው 0.2/0.9 = 0.22 (22 በመቶ) ፣ ብዙ ወይም ያነሰ።
ምንም እንኳን ከላይ የተገመተው መቶኛ ስሌት 0.99 ቢመለስም ፣ ትክክለኛው የአስርዮሽ እሴት ራሱን ይደግማል። ይህ ማለት ከአስርዮሽ ነጥብ በኋላ ቁጥሩ 9 የሚደጋገም ነው። በትርጉም ይህ እሴት ከ 1 ፣ ወይም ከ 100 በመቶ ጋር እኩል ነው።