skanuj0103 2

202 6. Stan garowy

1 atm-1.01325 • 10⁵ Pa,

- atmosfera techniczna (at):

gdzie lep (kilopond): 1 kp = 9,80665 N,

- milimetr słupa rtęci (mm Hg), ciśnienie wywierane przez słup rtęci wysokości jednego milimetra. Słup rtęci wysokości 760 mm wywiera ciśnienie równe jednej atmosferze :

1 atm - 760 mmHg

W meteorologii stosuje się często jednostkę hektopaskal (hPa).

Przykład 1

Balon o objętości 2,55-10⁴ m³ zawiera 4,76-10* g helu w temperaturze 18°C i pod ciśnieniem 115,0 kPa. Wyrazić objętość balonu w litrach, liczbę moll helu, temperaturę w kelwinach i ciśnienie w atmosferach oraz milimetrach słupa rtęci.

Rozwiązanie

Należy zastosować następujące przeliczniki:

1 l-l(T^am^,;l mol helu « 4*003 g; 760 mmHg = 101,3 kPa; 1 atm =* 1013 kPa; T [K] * t PC] + 273

Objętość:    V - 2^5 • 10⁴ m³--r—r-2? 10^TI

10 ³ m*

Liczba moli helu: n^ "4,76 -10⁶ g-    *149-10* mol

4,003 g

Temperatura:    T-18 +273-291 K

Ciśnienie: ^ł) Ciśnienie wywierane przez słup rtęci zależy od jej gęstości, która zmienia śę nieznacznie z temperaturą. Aby uwzględnić zależność gęstości rtęci od temperatury, wprowadzono jednostkę tor (Tr), Ij. ciśnienie wywierane przez I mm słupa rtęci w temperaturze (PC. Z czasem tor stał się synonimem milimetra słupa rtęci.

p-115,0kPa---"^° ^al,l 35 atm

101,3 kPa

p=l IS,0kPa- ⁷^°°“°?⁸= 862.8 mmHg

101,3 kPa

6.2. Prawa gazu doskonałego

Gazy wykazują ścisłą zależność miedzy objętością a ilością, temperaturą i ciśnieniem.

a)    Objętość gazu jest wprost proporcjonalna do jego ilości (liczby moli):

V * ki • n (stała: T, p),

gdzie k| - stała.

Inaczej mówiąc: jednakowe objętości* różnych gazów, w tej samej temperi turze i pod tym samym ciśnieniem zawierają jednakową liczbę moli.

b)    Pod stałym ciśnieniem objętość gazu jest wprost proporcjonalna do temperatury:

V-k₂ T (stałe:n,p),

gdzie kj - stała.

Zależność powyższa została zaproponowana przez francuskich uczonych Jaćąuesa Charlesa (1746-1823) i Gay-Lflssaca (1778-1850) i nosi nazwa, prawa Charlesa.

c)    W stałej temperaturze objętość gazu jest odwrotnie proporcjonalna do jogo ciśnienia:

(stałe: n,T),

P ■

gdzie ki-stała.

Zależność ta została stwierdzona przez Roberta Boyle'a (1627-16917 i nod nazwę prawa Boyle'a.

Wymienione trzy równania, wiążące objętość, ciśnienie, temperaturę i liczbę moli gazu, można wyrazić w postaci jednego równania. Ponieważ objętość JoNll wprost proporcjonalna do liczby moli i temperatury, a odwrotnie proporcjonalni do ciśnienia, prawdziwe jest stwierdzenie, że:

n-T