Yuav Lej Li Cas Ib Leeg Siab: 14 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: Jason Gerald | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-19 22:12

"Ib nrab siab" hauv kev siv tshuaj lom neeg yog lub siab uas txhua lub nkev hauv cov roj sib xyaw ua rau nws ib puag ncig, xws li lub ntim ntim dej, lub dav hlau tso dej, lossis ib puag ncig huab cua. Koj tuaj yeem suav qhov siab ntawm txhua cov roj hauv kev sib xyaw yog tias koj paub cov pa roj, qhov ntim nws nyob, thiab qhov kub. Kev nyuab siab ib nrab tuaj yeem ntxiv ua ke los xam tag nrho cov kev sib zog ntawm cov roj sib xyaw. Ntawm qhov tod tes, tag nrho lub siab tuaj yeem suav ua ntej los xam qhov siab ib nrab.

Kauj ruam

Ntu 1 ntawm 3: Nkag Siab Txog Cov Khoom Ntawm Cov Roj

Kauj Ruam 1. Kho txhua qhov nkev raws li cov pa "zoo tshaj"

Hauv kev siv tshuaj lom neeg, cov pa roj carbon zoo tshaj yog cov pa uas cuam tshuam nrog lwm cov nkev yam tsis muaj kev nyiam rau nws cov lwg me me. Molecules uas nyob ib leeg tuaj yeem tsoo thiab thaws zoo li pob billiard yam tsis hloov pauv.

Lub siab ntawm cov pa roj zoo tshaj plaws nce thaum nws tau nrawm hauv qhov chaw me dua thiab txo qis thaum nws nthuav dav hauv qhov chaw loj dua. Txoj kev sib raug zoo no hu ua Boyle Txoj Cai tsim los ntawm Robert Boyle. Kev ua lej, tus qauv yog k = P x V, lossis yooj yim rau k = PV, k yog qhov tsis tu ncua, P yog qhov siab, thaum V yog ntim.
Muaj ob peb chav ua tau rau siab. Ib ntawm lawv yog Pascal (Pa). Chav tsev no tau piav qhia tias yog quab yuam ntawm ib tus newton siv rau thaj tsam ntawm ib square meter. Lwm chav tsev yog huab cua (atm). Huab cua yog qhov siab ntawm lub ntiaj teb huab cua ntawm cov dej hiav txwv. Lub siab ntawm 1 atm yog sib npaug rau 101,325 Pa.
Qhov kub ntawm qhov zoo tshaj plaws roj nce nrog qhov nce hauv ntim thiab txo nrog qhov txo qis hauv ntim. Txoj kev sib raug zoo no hu ua Charles Txoj Cai tsim los ntawm tus kws tshawb fawb Jacques Charles. Cov lej lej yog k = V / T, qhov twg k yog qhov ntim thiab qhov kub tsis tu ncua, V yog qhov ntim, thiab T yog qhov kub.
Qhov kub ntawm cov pa hauv qhov kev ua zauv no tau muab hauv qib Kelvin, uas tau txais los ntawm kev ntxiv tus lej 273 mus rau qib tus nqi hauv Celsius.
Ob daim qauv saum toj no tuaj yeem ua ke nrog ib qho kev ua: k = PV / T, uas tseem tuaj yeem sau ua PV = kT.

Kauj Ruam 2. Txiav txim seb muaj pes tsawg cov roj yuav raug ntsuas

Cov roj muaj qhov hnyav thiab ntim. Qhov ntim feem ntau ntsuas hauv litres (l), tab sis muaj ob hom hnyav.

Kev sib haum xeeb tau ntsuas hauv grams, tab sis qhov loj dua chav tsev yog kilograms.
Vim tias cov pa nkev yog lub teeb heev, cov koog uas siv yog cov molecular mass lossis molar mass. Molar loj yog qhov sib npaug ntawm tag nrho cov atomic pawg ntawm txhua lub atom hauv cov khoom sib xyaw uas ua rau cov pa, txhua lub atom piv rau tus lej 12 rau carbon.
Txij li atoms thiab molecules me me dhau los suav, qhov ntau ntawm cov roj tau teev tseg hauv moles. Tus naj npawb ntawm cov moles tam sim no hauv cov pa tau muab los ntawm kev faib qhov hnyav los ntawm cov pos hniav thiab qhia los ntawm tsab ntawv n.
Qhov tsis tu ncua K hauv qhov sib npaug roj tuaj yeem hloov pauv los ntawm cov khoom n, tus naj npawb ntawm moles (moles), thiab qhov tsis tu ncua tshiab R. Tam sim no tus qauv yog nR = PV/T lossis PV = nRT.
Tus nqi R yog nyob ntawm cov koog uas siv los ntsuas qhov siab, ntim, thiab ntsuas kub ntawm cov pa. Rau ntim hauv litres, ntsuas kub hauv Kelvin, thiab siab hauv cov cua, tus nqi yog 0.0821 L atm/K mol. Tus nqi no tuaj yeem sau ua 0.0821 L atm K^-1 mole ^-1 kom tsis txhob siv cov slashes los sawv cev rau kev sib faib hauv chav ntsuas.

Kauj Ruam 3. Nkag Siab Dalton Txoj Cai Ntawm Ib Feem Siab

Txoj cai lij choj no tau tsim los ntawm kws tshuaj thiab kws tshuaj physicist John Dalton, uas xub tsim lub tswv yim tias cov tshuaj lom neeg tau tsim los ntawm atoms. Dalton txoj cai lij choj hais tias tag nrho kev sib zog ntawm cov roj sib xyaw yog qhov sib zog ntawm kev sib zog ntawm cov pa nkev sib xyaw..

Dalton txoj cai lij choj tuaj yeem sau ua cov qauv hauv qab no P._{tag nrho} = Peb₁ + P.₂ + P.₃ … Tus lej P rau sab xis ntawm daim paib sib npaug cov pa hauv qhov sib xyaw.
Dalton txoj cai lij choj tuaj yeem txuas ntxiv thaum cuam tshuam nrog ntau yam roj cua uas ib nrab ntawm txhua qhov roj tsis paub, tab sis nws qhov ntim thiab qhov kub tau paub. Qhov ib nrab ntawm cov pa yog sib npaug rau qhov siab uas xav tias cov pa hauv qhov nyiaj ntawd tsuas yog cov pa hauv lub ntim xwb.
Rau txhua qhov siab ib nrab tuaj yeem siv cov mis zoo. Hloov chaw ntawm kev siv PV = nRT, tsuas yog P ntawm sab laug thiaj tuaj yeem siv tau. Rau qhov ntawd, ob sab tau faib los ntawm V: PV/V = nRT/V. Ob Vs ntawm sab xis tso tseg ib leeg, tawm P = nRT/V.
Peb tuaj yeem siv nws los hloov txhua P ntawm sab xis uas sawv cev rau cov pa tshwj xeeb hauv cov mis siab ib nrab: P._{tag nrho} = (nRT/V) ₁ + (nRT/V) ₂ + (nRT/V) ₃ …

Ntu 2 ntawm 3: Xam Ib Feem Siab, Tom Qab Tag Nrho Siab

Kauj Ruam 1. Txiav txim siab qhov sib npaug ib nrab siab rau txhua qhov roj uas koj tab tom suav

Txog qhov kev suav no nws tau kwv yees tias 2 litres hwj muaj 3 lub nkev: nitrogen (N₂), cov pa (O₂), thiab carbon dioxide (CO₂). Txhua cov roj muaj qhov hnyav ntawm 10 g, thiab kub txog 37 degrees Celsius. Peb yuav suav qhov siab ib nrab ntawm txhua lub nkev thiab tag nrho cov pa ntawm cov roj sib xyaw hauv cov raj tshuaj.

Cov mis siab ib nrab yog P._{tag nrho} = Peb_nitrogen + P._{cov pa} + P._{cov pa roj carbon dioxide}.
Txij li thaum peb tab tom nrhiav kev ntsuas siab rau txhua cov nkev uas paub qhov ntim thiab qhov kub thiab txias, tus lej ntawm cov roj tuaj yeem suav tau raws li nws qhov hnyav. Cov mis tuaj yeem hloov pauv mus rau: P._{tag nrho} = (nRT/V) _nitrogen + (nRT/V) _{cov pa} + (nRT/V) _{cov pa roj carbon dioxide}

Kauj Ruam 2. Hloov qhov ntsuas kub mus rau qib Kelvin

Qhov kub hauv Celsius yog 37 degrees, yog li ntxiv 273 txog 37 kom tau 310 degrees K.

Kauj Ruam 3. Nrhiav tus naj npawb ntawm cov moles ntawm txhua cov pa nyob hauv tus qauv

Tus naj npawb ntawm cov pa roj yog qhov hnyav ntawm cov roj faib los ntawm nws cov molar loj, uas yog qhov sib npaug ntawm cov atomic pawg ntawm txhua lub atom hauv qhov sib xyaw.

Rau cov pa roj nitrogen (N₂), txhua lub atom muaj qhov hnyav atomic ntawm 14. Txij li thaum nitrogen yog diatomic (ob-atom molecule), tus nqi ntawm 14 yuav tsum tau muab sib npaug los ntawm 2 kom tau txais cov molar hnyav ntawm 28 rau nitrogen hauv cov qauv no. Tom ntej qhov hnyav hauv grams, 10g, tau faib los ntawm 28, kom tau tus lej ntawm cov moles, yog li qhov tshwm sim yog kwv yees li 0.4 moles ntawm nitrogen.
Rau cov pa tom ntej no, oxygen (O₂), txhua lub atom muaj qhov hnyav atomic ntawm 16. Cov pa tseem yog diatomic, yog li 16 zaug 2 muab cov pa hnyav ntawm cov pa oxygen hauv cov qauv 32. 10 grams faib los ntawm 32 muab kwv yees li 0.3 moles ntawm cov pa.
Tom ntej no yog carbon dioxide (CO₂), uas muaj 3 lub atoms, uas yog ib lub atom carbon nrog lub atomic loj ntawm 12 thiab ob lub pa atoms nrog atomic loj ntawm 16. Peb qhov atomic masses tau ntxiv kom tau cov piam thaj: 12 + 16 + 16 = 44. Tom ntej no 10 grams tau faib los ntawm 44 yog li qhov tshwm sim yog kwv yees li 0.2 moles ntawm carbon dioxide.

Kauj Ruam 4. Nkag mus rau qhov txiaj ntsig mole, ntim, thiab ntsuas kub

Cov lej tau nkag mus rau tus lej: P_{tag nrho} = (0, 4 * R * 310/2) _nitrogen + (0, 3 * R * 310/2) _{cov pa} + (0, 2 * R * 310/2) _{cov pa roj carbon dioxide}.

Kom yooj yim, cov koog tsis tau sau. Cov koog no yuav raug laij tawm hauv kev laij lej, tawm tsuas yog cov ntsuas siab

Kauj Ruam 5. Sau tus nqi ntawm qhov tsis tu ncua R

Kev suav tag nrho thiab ib nrab yuav raug nthuav tawm hauv cov huab cua, yog li R tus nqi siv yog 0.0821 L atm/K mol. Tus nqi no yog tom qab nkag mus rau qhov sib npaug kom cov mis yog P_{tag nrho} =(0, 4 * 0, 0821 * 310/2) _nitrogen + (0, 3 *0, 0821 * 310/2) _{cov pa} + (0, 2 * 0, 0821 * 310/2) _{cov pa roj carbon dioxide}.

Kauj Ruam 6. Laij cov kev nyuab siab ib nrab rau txhua qhov roj

Tam sim no tias txhua qhov xav tau muaj nyob, nws yog lub sijhawm los ua lej.

Rau qhov ib nrab ntawm nitrogen, 0.4 moles tau muab sib tw tas li ntawm 0.0821 thiab qhov kub ntawm 310 degrees K, tom qab ntawd faib los ntawm 2 litres: 0.4 * 0.0821 * 310/2 = 5.09 atm, kwv yees.
Rau qhov ib nrab ntawm cov pa oxygen, 0.3 moles tau muab sib tw tas li ntawm 0.0821 thiab qhov kub ntawm 310 degrees K, tom qab ntawd faib los ntawm 2 litres: 0.3 * 0.0821 * 310/2 = 3.82 atm, kwv yees.
Rau qhov ib nrab ntawm cov pa roj carbon dioxide, 0.2 moles tau sib tw los ntawm qhov tsis tu ncua ntawm 0.0821 thiab qhov kub ntawm 310 degrees K, tom qab ntawd faib los ntawm 2 litres: 0.2 * 0.0821 * 310/2 = 2.54 atm, kwv yees.
Peb qhov kev nyuaj siab ib nrab yog tom qab ntawd ntxiv ua ke kom tau txais tag nrho cov siab: P._{tag nrho} = 5, 09 + 3, 82 + 2, 54, lossis 11.45 atm, ntau dua lossis tsawg dua.

Ntu 3 ntawm 3: Xam Tag Nrho Siab, tom qab ntawd Ib Feem

Kauj Ruam 1. Txiav txim siab tus lej siab ib nrab zoo li ua ntej

Ib zaug ntxiv, xav tias 2 litres hwj muaj 3 qhov sib txawv: nitrogen (N₂), cov pa (O₂), thiab carbon dioxide (CO₂). Qhov hnyav ntawm txhua qhov roj yog 10 grams thiab qhov kub ntawm txhua yog 37 degrees C.

Qhov kub hauv Kelvin tseem zoo ib yam 310 degrees thiab tus naj npawb ntawm moles yog kwv yees li 0.4 moles ntawm nitrogen, 0.3 moles ntawm cov pa oxygen, thiab 0.2 moles ntawm carbon dioxide.
Chav ntawm kev siv siab kuj yog huab cua, yog li tus nqi R tsis tu ncua yog 0.0821 L atm/K mol.
Yog li qhov sib npaug siab ib nrab tseem zoo ib yam ntawm qhov no: P_{tag nrho} =(0, 4 * 0, 0821 * 310/2) _nitrogen + (0, 3 *0, 0821 * 310/2) _{cov pa} + (0, 2 * 0, 0821 * 310/2) _{cov pa roj carbon dioxide}.

Kauj Ruam 2. Ntxiv cov naj npawb ntawm cov pa roj hauv cov qauv kom tau tag nrho cov moles ntawm cov roj sib xyaw

Txij li qhov ntim thiab qhov kub tau zoo ib yam rau txhua qhov piv txwv roj, thiab txhua tus lej tus lej kuj tseem sib npaug los ntawm qhov qub, peb tuaj yeem siv cov khoom faib ua lej ntawm kev ua lej kom rov sau qhov sib npaug raws li hauv qab no:_{tag nrho} = (0, 4 + 0, 3 + 0, 2) * 0, 0821 * 310/2.

Ua qhov suav: 0.4 + 0.3 + 0.2 = 0.9 moles ntawm cov roj sib xyaw. Qhov sib npaug yuav yooj yim dua, uas yog P._{tag nrho} = 0, 9 * 0, 0821 * 310/2.

Kauj Ruam 3. Xam tag nrho cov siab ntawm cov roj sib tov

Ua tus lej: 0.9 * 0.0821 * 310/2 = 11.45 moles, ntau dua lossis tsawg dua.

Kauj Ruam 4. Xam qhov feem ntawm txhua cov roj uas ua kom sib tov

Txhawm rau suav qhov feem ntawm txhua cov roj hauv qhov sib xyaw, faib cov naj npawb ntawm cov roj ntawm txhua cov roj los ntawm tag nrho cov moles.

Muaj 0.4 moles ntawm nitrogen, yog li 0.4/0.9 = 0.44 (44 feem pua) piv txwv, ntau dua lossis tsawg dua.
Muaj 0.3 moles ntawm nitrogen, yog li 0.3/0.9 = 0.33 (33 feem pua) ntawm cov qauv, ntau dua lossis tsawg dua.
Muaj 0.2 moles ntawm cov pa roj carbon dioxide, yog li 0.2/0.9 = 0.22 (22 feem pua) ntawm cov qauv, ntau dua lossis tsawg dua.
Txawm hais tias kwv yees feem pua xam saum toj no rov qab los 0.99, tus lej zauv tseeb rov ua nws tus kheej. Qhov no txhais tau tias tom qab tus lej zauv zauv tus lej yog 9 uas rov ua nws tus kheej. Los ntawm kev txhais tus nqi no yog sib npaug rau 1, lossis 100 feem pua.

Kauj Ruam 5. Muab tus lej faib ua feem ntawm txhua qhov roj los ntawm qhov siab tag nrho los xam qhov siab ib nrab

Sib npaug 0.44 * 11.45 = 5.04 atm, ntau dua lossis tsawg dua.
Sib npaug 0.33 * 11.45 = 3.78 atm, ntau dua lossis tsawg dua.
Sib npaug 0.22 * 11.45 = 2.52 atm, ntau dua lossis tsawg dua.

Lub tswv yim

Muaj qhov sib txawv me ntsis hauv tus nqi nruab nrab ntawm kev suav qhov siab ib nrab ua ntej thiab tom qab ntawd tag nrho lub siab thiab suav tag nrho qhov siab ua ntej thiab tom qab ntawd ib nrab siab. Nco ntsoov tias qhov txiaj ntsig uas tau hais los saum toj no tau hais tawm raws li kwv yees qhov txiaj ntsig vim kev hloov pauv mus rau 1 lossis 2 qhov chaw zauv kom nkag siab yooj yim. Yog tias kev suav tau ua ib leeg nrog lub laij lej thiab tsis muaj kev sib hloov, yuav muaj qhov sib txawv ntawm ob txoj hauv kev lossis tsis muaj qhov sib txawv kiag li

Cov txheej txheem:

Video: Yuav Lej Li Cas Ib Leeg Siab: 14 Kauj Ruam (nrog Duab)