กฎรวมแก๊ส

กฎต่างๆของแก๊สอุดมคติมีดังนี้

กฎของบอยล์ :

V proportional to 1 over P

(ที่ปริมาณโมล n และอุณหภูมิ T คงที่)

กฎของชาร์ล :

V proportional to T

(ที่ปริมาณโมล n และความดัน P คงที่)

กฎของอะโวกาโดร :

V proportional to n

(ที่ความดัน P และอุณหภูมิ T คงที่)

ซึ่งสามารถเขียนรวมในรูปสมการใหม่เพียงสมการเดียวได้ว่า

V proportional to nT over P V space equals space R nT over P

หรือ PV = nRT เมื่อ R เป็นค่าคงที่ของแก๊ส ----- (27.1)

สมการ 27.1 เรียกว่า สมการของแก๊สอุดมคติ หรือ กฎรวมแก๊ส ค่าคงที่ของแก๊ส R มีค่าหลายค่าขึ้นกับหน่วยที่ใช้

โดยปกติที่นิยมใช้ได้แก่

ตัวอย่าง

ตัวอย่าง 1 ที่สภาวะมาตรฐาน (STP) ที่อุณหภูมิ 0^oC ความดัน 1 atm แก๊สอุดมคติ 1 โมล จะมีปริมาตรเท่ากับเท่าไร

วิธีคิด $V double bond R nT over P$ เนื่องจากหน่วยของความดันเป็น atm ดังนั้นควรใช้ R ที่มีหน่วยของความดันเหมือนกัน

ตัวอย่าง 2 ที่สภาวะมาตรฐาน (STP) ที่อุณหภูมิ 0^oC ความดัน 1 atm แก๊สไนโตรเจน 8.515 g จะมีปริมาตรเท่ากับเท่าไร

วิธีคิดแบบที่ 1 แก๊สไนโตรเจน 8.515 กรัม มีจำนวนโมลเท่ากับ

$8.515 space g space cross times fraction numerator 1 space mol over denominator 28 space g end fraction equals 0.3$

$V space space space equals space space space R nT over P space space space space space space equals space space space fraction numerator 0.08206 space L middle dot atm over denominator K middle dot mol end fraction cross times fraction numerator 0.3 space mol cross times left parenthesis 273.15 plus 0 right parenthesis space K over denominator 1 space atm end fraction space space space space space equals space space space 6.72 space L$

วิธีคิดแบบที่ 2 จากข้อมูลที่ทราบว่าแก๊สอุดมคติจะมีปริมาตร 22.415 L ที่สภาวะมาตรฐาน STP เสมอ ดังนั้น

$V space space space space equals space space space 8.515 space g cross times space fraction numerator 1 space mol over denominator 28 space g end fraction cross times fraction numerator 22.415 space L over denominator 1 space mol end fraction space space space space space space space equals space space space 6.82$

ตัวอย่าง 3 เมื่อเปิดวาล์วแก๊สไฮโดรเจนขยายตัวกระจายไปยังภาชนะสุญญากาศที่เชื่อมต่อ ถ้าไม่คิดปริมาตรจากท่อเชื่อมต่อและอุณหภูมิแก๊สหลังขยายตัวเท่ากับ 400K อยากทราบว่าแก๊สไฮโดรเจนจะมีความดันสุดท้ายเท่าไร

$space space space space space space space space space space space space space fraction numerator P subscript 1 V subscript 1 over denominator T subscript 1 end fraction space space space equals space space space space fraction numerator P subscript 2 V subscript 2 over denominator T subscript 2 end fraction fraction numerator 5 space atm cross times 20 space L over denominator 300 space K end fraction space space space space equals space space space space fraction numerator P subscript 2 cross times 30 space L over denominator 400 space K end fraction space space space space space space space space space space space space space space space space space space space P subscript 2 space space space space equals space space space space space 4.4 space atm$

ตัวอย่าง 4 เมื่อเปิดวาล์วแก๊สฮีเลียมทั้งสองภาชนะจะผสมกัน ถ้าอุณหภูมิเริ่มต้นของแก๊ส He ทั้งสองภาชนะเท่ากันและไม่เปลี่ยนแปลงหลังผสม อยากทราบว่าความดันหลังจากเปิดวาล์วมีค่าเท่าไร

เนื่องจาก T₁ = T₂ ดังนั้นสมการจึงเป็น P₁V₁ = P₂V₂ ซึ่งจะใช้หาความดันแก๊ส He ที่ละภาชนะที่เปลี่ยนไปเมื่อปริมาตรเปลี่ยนเป็นปริมาตรรวม 2+6.5 = 8.5 L แล้วนำมารวมกันดังนี้

ดังนั้น ความดันสุดท้ายของแก๊ส He หลังเปิดวาล์วจะเท่ากับความดันอันเนื่องมาจาก He ทั้งสองภาชนะ
เท่ากับ 0.706 + 0.382 = 1.088 atm

ตัวอย่าง 5 ฟองอากาศปริมาตร 0.5 mL มีอุณหภูมิของอากาศ 4°C และความดัน 2000 mmHg ลอยจากใต้แม่น้ำขึ้นสู่ผิวน้ำทำให้อุณหภูมิและความดันเปลี่ยนเป็น 25°C และ 755 mmHg อยากทราบว่าปริมาตรฟองอากาศเท่ากับเท่าไร

ตัวอย่าง 6 ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีความเข้มข้นเท่ากับ 0.4 โมลาร์ ที่มีอุณหภูมิ 27°C จะมีความดันเท่ากับเท่าไร

วิธีคิด จาก PV = nRT

ความสัมพันธ์ของแก๊สตามกฎรวมแก๊ส

แบบฝึกหัด

ความสัมพันธ์ของแก๊สตามกฎรวมแก๊ส

ความสัมพันธ์ของแก๊สตามกฎรวมแก๊ส

ความสัมพันธ์ของแก๊สตามกฎรวมแก๊ส

เนื้อหา

กฎรวมแก๊ส

ตัวอย่าง

บทเรียน

ติดต่อเรา

ติดตามเรา

เราในสื่ออื่นๆ