Avogadro의 법칙

Avogadro의 법칙

가스에 적용될 때, Avogadro의 법칙 (Avogadro의 원리 또는 Avogadro의 가설이라고도 함)은 가스의 총 원자 또는 분자의 총 수는 (즉, 기체 물질의 양)가 일정한 온도 및 압력에서 가스가 차지하는 총 부피에 직접 비례합니다.

Avogadro의 법칙은 온도, 압력, 부피 및 특정 조건 하에서 주어진 가스에 존재하는 물질의 양 사이의 관계를 확립한다는 점에서 이상적인 가스 방정식과 밀접한 관련이 있습니다.

‘Avogadro의 법칙’은 이탈리아 과학자 Amedeo Carlo Avogadro의 이름을 따서 명명되었으며, 주어진 (일정한) 온도 및 압력에서 동일한 부피를 차지하는 두 가지 다른 이상적인 가스는 동일한 수의 분자를 포함해야한다고 제안했습니다. Avogadro의 법칙은 두 개의 다른 이상적인 가스가 같은 수의 분자를 가지고 있다는 가정에 근거합니다.

공식

Avogadro의 법칙은 압력과 온도가 일정하게 유지 될 때 다음 공식을 사용하여 수학적으로 표현할 수 있습니다.

v> n

v/n =k,

여기서 v는 가스의 부피를 나타내는 경우, N은 존재하는 기체 물질의 양 (종종 두더지로 표현됨)을 나타내며, k는 일정한 값을 나타낸다. 기체 물질의 양 증가는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 기체 물질의 양이 증가함에 따라 가스에 의해 취해진 공간의 양은 비례 적으로 증가합니다.

Avogadro의 법칙은 v1/n1 =v2/n2 (즉, k).

파생

Avogadro의 법칙을 도출하려면 먼저 이상적인 가스 방정식을 해결해야하며 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

PV =NRT는 수학 공식입니다.

여기서,

용기 벽의 가스에 의해 가해지는 압력은‘P’문자로 표시되며 가스가 차지하는 부피는 문자‘v.’로 표시됩니다.

기체 물질의 양은 문자 'n.'(가스 수)

보편적 가스 상수는 문자‘R’으로 표시됩니다.

가스의 절대 온도는 문자‘T.’로 표시됩니다.

이상적인 가스 방정식을 재정렬하여 다음 방정식을 얻을 수 있습니다.

v/n =(rt)/p =(rt)/p

(RT)/P는이 경우 일정합니다 (온도와 압력이 일정하게 유지되기 때문에, 둘 이상의 상수의 제품/몫이 항상 일정하기 때문입니다). 따라서 :

v/n =k는 수학 공식입니다.

따라서 가스가 차지하는 부피와 기체 분자의 수 사이의 관계가 선형임을 입증 할 수 있습니다.

가스의 어금니 가스

Avogadro의 법칙에 따르면, 가스 물질의 부피와 양 사이의 관계는 일정합니다 (일정한 압력과 온도). 다음 방정식의 도움 으로이 상수 (k)의 값을 결정할 수 있습니다.

k =(rt)/p는 두 숫자의 비율입니다.

온도 및 압력에 대한 표준 조건을 사용하여 T의 값은 273.15도 켈빈에 해당하고 P의 값은 면적 제곱 미터당 101.325 킬로그램에 해당합니다. 결과적으로 STP에서는 1 몰의 가스가 다음의 공간을 차지합니다.

8 314 J.Mol-1.K-1*(273.15 K)/(101.325 kPa) =22.4 리터는 1 몰의 가스가 차지하는 부피입니다.

결과적으로 STP에서는 모든 기체 물질의 1 몰이 22.4 리터의 부피를 차지합니다.

Avogadros의 법칙의 삽화

호흡 과정은 Avogadro의 법칙에 대한 환상적인 예입니다. 흡입의 결과로, 인간은 폐의 몰 양의 공기가 증가하고 폐의 부피가 증가하는 것을 경험합니다 (폐의 팽창).

Avogadro의 행동의 또 다른 예는 자동차 타이어의 디플레이션입니다. 타이어 내부에 갇힌 공기가 탈출하려면 타이어에 존재하는 공기의 두더지 수를 비례 적으로 줄여야합니다. 결과적으로, 이것은 가스가 차지하는 공간의 양이 감소하여 타이어가 모양을 잃고 디플레이션을 초래합니다.

Avogadro 법의 제한

이상적인 가스에 완벽하게 적용 가능하다는 사실에도 불구하고 Avogadro의 법칙은 실제 가스에 대한 대략적인 관계를 제공 할 수 있습니다. 저온과 고압에서는 이상적인 행동으로 인한 실제 가스의 편차가 더욱 두드러집니다.

Avogadro의 법칙은 무거운 분자보다 상대적으로 낮은 분자 질량 (헬륨 및 수소)을 가진 가스 분자에 의해 더 엄격하게 순종합니다. 이는 기억해야 할 중요한 지점입니다.

명심해야 할 중요한 요소

• 온도와 압력의 유사한 조건에서, 다양한 가스의 동일한 부피는 각각의 상태에서 동일한 수의 분자를 포함합니다.
• Avogadro 법률은 가스에만 적용됩니다.
• Avogadro의 법칙의 중요성은 존재하는 가스의 양과 존재하는 가스의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다는 것입니다.
• 자동차 타이어의 디플레이션은 Avogadro 법의 좋은 예입니다.
• 방정식 k =(rt)/p를 사용하여 상수의 값을 계산할 수 있습니다.
• 화학에서, Avogadro 법은 용기에 존재하는 가스의 압력 또는 가스 수를 측정하는 데 더 일반적으로 사용됩니다.
• 이것은 계산을 수행 할 목적으로 화학 및 공정 엔지니어가 사용합니다.
• 분자 질량이 높은 가스와 달리, 헬륨 및 수소와 같은 분자 질량이 낮은 분자를 갖는 가스는 Avogadro 법칙에 더 일관되게 순종합니다.
• 호흡 과정은 아래와 같이 Avogadro의 법칙의 또 다른 예입니다.
• 온도와 압력이 일정하거나 가까이 유지되는 한 양이 증가하고 부피가 증가합니다.
• 온도와 압력이 동일하거나 일정하면 양이 감소하고 양이 감소하여 부피가 감소합니다.
• Avogadro 법은 18 세기에 살았던 유명한 이탈리아 과학자 Amedeo Carlo Avogadro의 이름을 따서 명명되었습니다.

결론

Avogadro의 법칙 (Avogadro의 원리 또는 Avogadro의 가설이라고도 함)은 가스의 총 원자 또는 분자의 총 수는 가스의 양이 일정한 온도와 압력에서 가스가 차지하는 총 부피에 직접 비례한다고 말합니다. 이상적인 가스에 완벽하게 적용 할 수 있다는 사실에도 불구하고 Avogadro의 법칙은 실제 가스에 대한 대략적인 관계를 제공 할 수 있습니다. 저온과 고압에서는 이상적인 행동으로 인한 실제 가스의 편차가 더욱 두드러집니다. Avogadro 법은 가스에만 적용 가능합니다. Avogadro의 법칙의 중요성은 존재하는 가스의 양과 가스의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다는 것입니다.