• A brief illustration
To express 25.00°C as a temperature in kelvins, we use eqn 1.4 to write
T/K = (25.00°C)/°C + 273.15 = 25.00 + 273.15 = 298.15
Note how the units (in this case, °C) are cancelled like numbers. This is the procedure
called ‘quantity calculus’ in which a physical quantity (such as the temperature) is the
product of a numerical value (25.00) and a unit (1°C); see Section F.7. Multiplication of
both sides by the unit K then gives T = 298.15 K. •
1.2 The gas laws
Key points (a) The perfect gas law, a limiting law valid in the limit of zero pressure, summarizes
Boyle’s and Charles’s laws and Avogadro’s principle. (b) The kinetic theory of gases, in which
molecules are in ceaseless random motion, provides a model that accounts for the gas laws and a
relation between average speed and temperature. (c) A mixture of perfect gases behaves like a single
perfect gas; its components each contribute their partial pressure to the total pressure.
The equation of state of a gas at low pressure was established by combining a series of
empirical laws.
(a) The perfect gas law
We assume that the following individual gas laws are familiar:
Boyle’s law: pV = constant, at constant n, T (1.5)°
Charles’s law: V = constant × T, at constant n, p (1.6a)°
p = constant × T, at constant n, V (1.6b)°
Avogadro’s principle: V = constant × n at constant p, T (1.7)°
Boyle’s and Charles’s laws are examples of a limiting law, a law that is strictly true
only in a certain limit, in this case p → 0. Equations valid in this limiting sense will
be signalled by a ° on the equation number, as in these expressions. Avogadro’s principle
is commonly expressed in the form ‘equal volumes of gases at the same temperature
and pressure contain the same numbers of molecules’. In this form, it is
increasingly true as p→0. Although these relations are strictly true only at p = 0, they
are reasonably reliable at normal pressures (p ≈ 1 bar) and are used widely throughout
chemistry.
Figure 1.4 depicts the variation of the pressure of a sample of gas as the volume is
changed. Each of the curves in the graph corresponds to a single temperature and
hence is called an isotherm. According to Boyle’s law, the isotherms of gases are
hyperbolas (a curve obtained by plotting y against x with xy = constant). An alternative
depiction, a plot of pressure against 1/volume, is shown in Fig. 1.5. The linear
variation of volume with temperature summarized by Charles’s law is illustrated
in Fig. 1.6. The lines in this illustration are examples of isobars, or lines showing the
variation of properties at constant pressure. Figure 1.7 illustrates the linear variation
of pressure with temperature. The lines in this diagram are isochores, or lines showing
the variation of properties at constant volume.
The empirical observations summarized by eqns 1.5–7 can be combined into a single
expression
pV = constant × nT
- A
ภาพประกอบสั้นด่วน 25.00 ° C เป็นอุณหภูมิในเคลวิน เราใช้ eqn 1.4 เขียน
T / K = ( 25.00 ° C ) / ° C 273.15 = 25.00 273.15 = 298.15
ทราบว่าหน่วย ( ในกรณีนี้ , ° C ) จะถูกยกเลิก เช่น ตัวเลข นี้เป็นขั้นตอนที่
เรียกว่า ' ปริมาณ ' ในแคลคูลัสซึ่งปริมาณทางกายภาพ ( เช่นอุณหภูมิ )
ผลิตภัณฑ์ของค่าตัวเลข ( 750 ) และหน่วย ( 1 ° C ) ; ดูหมวด F7 . การคูณ
ทั้งสองฝ่ายโดยหน่วย K แล้วให้ t = 298.15 K -
1.2 แก๊สกฎหมาย
จุดสําคัญ ( ก ) กฎหมายก๊าซสมบูรณ์แบบ เป็นกฎหมายที่ถูกต้องในการกำหนดศูนย์ความดัน สรุป
ของ Boyle และกฎหมายของชาร์ล และอะโวกาโดรเป็นหลัก ( ข ) ทฤษฎีจลน์ของก๊าซ ซึ่ง
โมเลกุลอยู่ในการเคลื่อนไหวแบบไม่ขาดระยะ มีรูปแบบที่บัญชีสำหรับแก๊สกฎหมายและ
ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเฉลี่ยและอุณหภูมิ ( ค ) เป็นส่วนผสมของก๊าซสมบูรณ์ ทำตัวเหมือนโสด
แก๊สสมบูรณ์แบบ ; องค์ประกอบแต่ละส่วนความดันบางส่วนของความดันรวม
สมการสถานะของแก๊สแรงดันต่ำ ก่อตั้งขึ้นโดยการรวมชุดของกฎเชิงประจักษ์
.
( )
เราคิดว่าสมบูรณ์แบบกฎหมายก๊าซดังต่อไปนี้ แก๊สกฎหมายบุคคลคุ้นเคย :
กฎของบอยล์ :PV = ค่าคงที่ที่ n , T ( 1.5 ) กฎหมาย /
- V = คงที่คงที่× t , N , P ( 1.6a ) /
r = ค่าคงที่× t ที่คงที่ N , V ( 1.6b ) /
v = ค่าคงที่อาโวกาโดรหลักการ× N คงที่ P , T ( 1.7 ) /
Boyle และชาร์ลส์กฎหมายเป็นตัวอย่างของการ จำกัด กฎหมาย , กฎหมายที่เคร่งครัดจริง
เฉพาะในขีด จำกัด บางอย่าง ในกรณีนี้ P → keyboard - key - name 0 สมการนี้ถูกต้องในความรู้สึกจะ
จำกัดจะส่งสัญญาณโดยองศาในสมการตัวเลข เช่นในสำนวนเหล่านี้ อาโวกาโดรหลักการ
มักแสดงออกในรูปแบบ ' เท่ากับปริมาตรของแก๊สที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน
มีหมายเลขเดียวกันของโมเลกุล " ในรูปแบบนี้ มันจริงมากขึ้นเป็น P → keyboard - key - name
0 แม้ว่าความสัมพันธ์เหล่านี้อย่างเคร่งครัดจริงเท่านั้นที่ P = 0 , พวกเขา
เหตุผลที่น่าเชื่อถือที่ความดันปกติ ( p ≈ 1 บาร์ ) และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายตลอด
รูปที่ 1.4 เคมี แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของความดันของตัวอย่างของก๊าซเป็นปริมาณ
เปลี่ยน ของแต่ละเส้นในกราฟสอดคล้องกับอุณหภูมิเดียว
จึงเรียกว่าเป็นดิน ตามกฎของบอยล์ , ไอโซเทอร์มของแก๊ส
ไฮเพอร์โบลา ( โค้ง ) วางแผน Y กับ X กับ xy = คงที่ ) เป็นภาพทางเลือก
, แปลงของความดันกับ 1 / ปริมาณที่แสดงในรูปที่ 1.5 การเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณกับอุณหภูมิ
สรุปโดยกฎของชาร์ลเป็นภาพประกอบ
ในรูปที่ 1.6 . เส้นในภาพนี้คือตัวอย่างของไอโซบาร์ หรือเส้นแสดงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของ
ที่ความดันคงที่ รูปที่ 1
การแปล กรุณารอสักครู่..