Закон авогадро - молярный объем газов

Что такое закон Авогадро
Закон Авогадро гласит, что объем газа прямо пропорционален количеству содержащихся в нем молекул при условии, что температура и давление остаются постоянными.

Другими словами, если вы удвоите количество молекул газа, его объем также удвоится, а если вы уменьшите количество молекул вдвое, его объем уменьшится вдвое. Это соотношение описывается уравнением V1 / V2 = n1 / n2, где V1 и V2 - начальный и конечный объемы газа, а n1 и n2 - начальное и конечное числа молекул.

Закон Авогадро является фундаментальным принципом химии и используется для вычисления количества молекул в заданном объеме газа. Он назван в честь итальянского ученого Амедео Авогадро, который впервые предложил эту концепцию в начале 19 века.

Важные вещи, которые следует учитывать
Закон о газе, описанный в этой статье, применим только к идеальным газам.

Давление и моль
Рассмотрим поршень, заполненный 1 молем кислорода. Поршень имеет давление 1 атм. Как мы знаем из нашей статьи, что такое давление, давление газа зависит от суммы столкновений частиц газа со стенками.

Теперь подумайте, что произойдет, если мы добавим еще один моль кислорода в резервуар. Теперь количество частиц удваивается, и поэтому сумма столкновений также удваивается.

Из-за этого удвоения количества столкновений действующая сила удваивается, и, следовательно, давление также удваивается. Поскольку поршень может изменяться в объеме для выравнивания давления, поршень расширяется, согласно закону Бойля, и объем увеличивается.

Исходя из этого, мы можем начать видеть связь между молями и объемом.

Отношения Авогадро с законом

Закон Авогадро описывает это соотношение, в котором говорится, что количество молей и объем пропорциональны.

Это можно описать уравнением: V \ propto n.

Из - Закон Бойля-Мариотта гласит:
Для данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется.
pV = const при Т = const.

Исходя из этого соотношения, мы можем переписать закон Авогадро как P \ propto n.

Соотношение постоянной температуры
Поскольку количество молей пропорционально объему, а количество молей газа в контейнере не зависит от типа газа, объем определенного количества молей всегда одинаков для заданной температуры и давления.

В стандартных условиях для идеального газа этот объем составляет 22,4 л. Это означает, что любой 1 моль газа при 1 атм и 273 градусах Цельсия будет занимать 22,4 Л.

Примерная задача закона Авогадро
Вот пример того, как вы можете использовать закон Авогадро для решения проблем.

Метеозонд был заполнен 25 молями газообразного гелия и занимает объем 600 л. Воздушный шар переполнен, и поэтому инженеры-метеорологи, проектирующие его, решили удалить немного газообразного гелия. Стандартный размер метеозонда составляет 521 л. Сколько молей гелия необходимо удалить, чтобы уменьшить объем воздушного шара до безопасного размера?

Решение:

Фото наверху покажет решение этой задачи. Нажмите на него для открытия в большем формате!

Поэтому инженеры должны извлечь 3,29 моля газообразного гелия.