Gas muaj qhov ua haujlwm siab piv rau cov kua thiab cov khoom siv lub cev vim yog thaj chaw loj ntawm nws qhov chaw ua haujlwm thiab lub zog kinetic siab ntawm cov khoom sib sau ua ke. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, cov tshuaj lom neeg kev ua si ntawm cov roj, nws lub siab thiab ib co lwm yam tsis yog nyob ntawm seb cov concentration ntawm molecules. Cia peb xav txog hauv kab lus no seb tus nqi no yog dab tsi thiab nws tuaj yeem suav tau li cas.
peb tham txog dab tsi?
Kab lus no yuav xav txog qhov hu ua cov pa roj zoo tagnrho. Lawv tsis quav ntsej qhov loj ntawm cov khoom thiab kev cuam tshuam ntawm lawv. Cov txheej txheem nkaus xwb uas tshwm sim hauv cov roj zoo tagnrho yog kev sib tsoo elastic ntawm cov khoom thiab cov phab ntsa ntawm cov hlab ntsha. Qhov tshwm sim ntawm cov kev sib tsoo no yog lub siab kawg.
Txhua cov pa roj tiag tiag yog qhov zoo tshaj plaws hauv nws cov khoom yog tias nws qhov siab lossis qhov ntom ntom tau txo qis thiab nws qhov kub thiab txias tau nce ntxiv. Txawm li cas los xij, muaj cov tshuaj uas, txawm tias qhov ntom ntom thiab siabqhov kub thiab txias nyob deb ntawm cov roj zoo tagnrho. Ib qho piv txwv zoo thiab paub zoo ntawm cov khoom no yog dej vapor. Qhov tseeb yog tias nws cov molecules (H 2 O) yog cov polar heev (oxygen rub electron ceev kom deb ntawm hydrogen atoms). Polarity ua rau muaj kev cuam tshuam ntawm electrostatic tseem ceeb ntawm lawv, uas yog qhov ua txhaum tag nrho ntawm lub tswv yim ntawm cov roj zoo tagnrho.
Universal txoj cai ntawm Clapeyron-Mendeleev
Txhawm rau xam qhov concentration ntawm molecules ntawm cov roj zoo tagnrho, ib tus yuav tsum paub txog txoj cai lij choj uas piav qhia txog lub xeev ntawm cov roj zoo tagnrho, tsis hais nws cov tshuaj muaj pes tsawg leeg. Txoj cai lij choj no muaj cov npe ntawm Fab Kis Fab Kis Emile Clapeyron thiab tus kws tshawb fawb Lavxias Dmitri Mendeleev. Qhov sib npaug sib npaug yog:
PV=nRT.
Kev sib luag hais tias cov khoom ntawm lub siab P thiab ntim V yuav tsum tau ncaj qha proportional rau cov khoom ntawm qhov kub thiab txias T thiab tus nqi ntawm cov khoom n rau cov roj zoo tagnrho. Ntawm no R yog tus coefficient ntawm proportionality, uas yog hu ua universal gas tas li. Nws qhia txog cov haujlwm uas 1 mol ntawm cov roj ua tau raws li qhov kev nthuav dav yog tias nws raug cua sov los ntawm 1 K (R=8, 314 J / (molK)).
Kev sib xyaw ntawm cov molecules thiab nws cov kev suav
Raws li lub ntsiab lus, qhov concentration ntawm atoms lossis molecules yog to taub raws li tus naj npawb ntawm cov khoom hauv lub cev, uas poob rau ib chav tsev ntim. Ua lej, koj sau tau:
cN=N/V.
Qhov twg N yog tag nrho cov khoom hauv lub cev.
Ua ntej sau cov qauv rau kev txiav txim siab ntawm cov roj molecules, cia peb nco qab lub ntsiab lus ntawm cov khoom n thiab cov lus qhia uas cuam tshuam tus nqi ntawm R rau Boltzmann tas li k B:
n=N/NA;
kB=R/NA.
Siv cov kev sib npaug no, peb nthuav qhia N / V piv los ntawm kev sib npaug thoob ntiaj teb ntawm lub xeev:
PV=nRT=>
PV=N/NART=NkBT=>
cN=N/V=P/(kBT).
Yog li peb tau txais cov qauv los txiav txim siab cov ntsiab lus hauv cov pa. Raws li koj tau pom, nws yog ncaj qha proportional rau lub siab nyob rau hauv lub system thiab inversely proportional rau qhov kub thiab txias.
Vim tias muaj pes tsawg tus hais hauv qhov system loj, qhov concentration cNtsis yooj yim rau siv thaum ua qhov kev ua tau zoo. Hloov chaw, molar concentration c yog siv ntau zaus. Nws yog txhais rau cov roj zoo tagnrho raws li hauv qab no:
c=n/V=P/(R T).
Example problem
Nws yog qhov tsim nyog los xam cov molar concentration ntawm oxygen molecules nyob rau hauv cov huab cua raws li ib txwm muaj.
Yuav daws qhov teeb meem no, nco ntsoov tias huab cua muaj 21% oxygen. Raws li D alton txoj cai, oxygen tsim ib feem siab ntawm 0.21P0, qhov twg P0=101325 Pa (ib qho chaw). Cov xwm txheej ib txwm kuj xav tias qhov kub ntawm 0 o C(273.15 K)
Peb paub tag nrho cov kev ntsuas tsim nyog los xam cov molar concentration ntawm oxygen hauv huab cua. Peb tau txais:
c(O2)=P/(R T)=0.21101325/(8.314273, 15)=9.37 mol/m3.
Yog tias qhov ntsuas no txo qis rau qhov ntim ntawm 1 liter, ces peb tau txais tus nqi 0.009 mol / L.
Yuav kom nkag siab ntau npaum li cas O2 molecules muaj nyob rau hauv 1 liter ntawm huab cua, muab cov xam cov concentration los ntawm tus lej NA. Tom qab ua tiav cov txheej txheem no, peb tau txais tus nqi loj: N(O2)=5, 641021molecules.
