Ecuatia de stare in chimie descrie comportamentul unei substante in raport cu variabilele de stare precum presiunea, volumul si temperatura. Ea poate fi exprimata matematic prin relatiile termodinamice, precum ecuatia lui Boyle-Mariotte, ecuatia lui Jacques Charles sau legea lui Gay-Lussac.
Toate acestea pot fi utilizate pentru a descrie cum variaza proprietatile fizice ale unei substante sub diferite conditii de temperatura si presiune.
Ecuatia de stare poate fi diferita in functie de natura substantei si de relatiile termodinamice care se aplica. PV = k (constanta termodinamica)
Aceasta ecuatia descrie comportamentul gazelor ideale si afirma ca produsul dintre volumul (V) și presiunea (P) unui gaz este constantă, atunci când temperatura este constantă.
Problema:
Să presupunem că avem o cantitate de gaz ideal cu un volum de 2 L la presiunea de 2 atm. Care este volumul gazului daca presiunea este crescuta la 4 atm?
Rezolvare:
Utilizand ecuatia lui Boyle-Mariotte:
PV = k
Cunoastem valorile inițiale ale volumului și presiunii: V1 = 2 L, P1 = 2 atm
Când presiunea crește la 4 atm (P2), volumul gazului va scădea proportional. Prin urmare, putem rezolva pentru noul volum (V2) utilizand ecuatia:
P1 * V1 = P2 * V2
2 atm * 2 L = 4 atm * V2
4 L = 4 atm * V2
V2 = 1 L
Astfel, când presiunea gazului este crescuta la 4 atm, volumul sau scade la 1 L.
Ecuatia lui Jacques Charles:
V/T = k (constanta termodinamica)
Aceasta ecuatie descrie comportamentul gazelor ideale și afirma că raportul dintre volumul și temperatura este constant, atunci când presiunea este constantă.
Problema:
Să presupunem că avem o cantitate de gaz ideal cu un volum de 2 L la temperatura de 300 K. Care este volumul gazului daca temperatura este scazuta la 200 K?
Rezolvare:
Utilizand ecuatia lui Jacques Charles, V/T = k, putem rezolva problema astfel:
Cunoastem valorile inițiale ale volumului și temperaturii: V1 = 2 L, T1 = 300 K.
Când temperatura scade la 200 K (T2), volumul gazului va scădea proportional.
Prin urmare, putem rezolva pentru noul volum (V2) utilizand ecuatia:
V1/T1 = V2/T2
V1/T1 = V2/T2
2 L/300 K = V2/200 K
V2 = (2 L * 200 K) / 300 K
V2 = 1,33 L
Astfel, când temperatura gazului este scazuta la 200 K, volumul sau scade la 1,33 L.
Astfel, când temperatura gazului este scazuta la 200 K, volumul sau scade la 1,33 L.
P/T = k (constanta termodinamica)
Aceasta ecuatie descrie comportamentul gazelor ideale și afirma că raportul dintre presiune și temperatura este constant, atunci când volumul este constant.
Să presupunem că avem o cantitate de gaz ideal cu o presiune de 2 atm la temperatura de 300 K. Care este presiunea gazului daca temperatura este crescuta la 400 K?
Rezolvare:
Utilizand Legea lui Gay-Lussac, P/T = k, putem rezolva problema astfel:
Cunoastem valorile inițiale ale presiunii și temperaturii: P1 = 2 atm, T1 = 300 K.
Când temperatura crește la 400 K (T2), presiunea gazului va crește proportional.
Prin urmare, putem rezolva pentru noua presiune (P2) utilizand ecuatia:
P1/T1 = P2/T2
P1/T1 = P2/T2
2 atm / 300 K = P2/400 K
P2 = (2 atm * 400 K) / 300 K
P2 = 2,67 atm
Astfel, când temperatura gazului este crescuta la 400 K, presiunea sa creste la 2,67 atm.
Astfel, când temperatura gazului este crescuta la 400 K, presiunea sa creste la 2,67 atm.
Acestea sunt doar câteva exemple de ecuatii de stare in chimie si probleme rezolvate.
Pot exista alte ecuatii de stare pentru diferite substante sau conditii.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu