気体の状態は 物質の最も異常な物理状態であり、基本的に圧力、温度、体積の条件によって特徴付けられます。 物質の他の物理状態 との関係で言えば、気体に対して圧力は固体や液体とは比較にならないほど大きな影響を与えると考えられます。気体系の温度、圧力、体積に基づいて確立された関係は、物理法則として知られる重要な数学的解釈を生み出します。主なものは、 ボイル・マリオットの法則 、 ゲイ・リュサックの法則 、 シャルルの法則 です。
ボイル・マリオットの法則: 等温療法
例として、特定のガスが充填された針のない注射器を考えてみましょう。これを理想的 (決められた条件下で正確に動作するもの) とみなします。下端を閉じてシリンジのプランジャーを押すと、一定の量と一定の圧力が得られます。これからは、温度を常に一定に保ちながら、これら 2 つの状態変数 (圧力と体積) の値を変更します (等温システム)。さまざまな実験で体積と圧力の値を測定すると、温度が一定に保たれている場合、体積は常に圧力に反比例することがわかります。これは、圧力を上げると体積が減少し、その逆も同様であることを意味します。常に比例的に。
ゲイ・リュサックの法則: ISOBARY
ここで、理想気体が完全に満たされた可動ピストンを備えた容器を例に挙げてみましょう。一定の体積と一定の温度を持ちます。次に、圧力を一定に保ちながら、これら 2 つの状態変数の値を変更します (等圧システム)。このシステムを使用してさまざまな実験の体積と温度の値を測定すると、圧力が一定に保たれるため、体積が常に温度に比例することが証明できます。これは、温度を上げると体積も増加し、その逆も同様であり、常に比例して増加することを意味します。
シャルルの法則: アイソメトリー
この例は、圧力と温度の条件をチェックすることで構成されています。次に、理想気体が入った別の容器を考えてみましょう。一定の圧力と一定の温度になります。ここで、ボリュームを一定に保ちながら、これら 2 つの状態変数の値を再度変更します (アイソメトリック システム)。検討したシステムに基づいて実験の圧力と温度の値を測定すると、体積は一定に保たれるため、圧力は常に温度に正比例することがわかります。
参考文献:
フェルトレ、リカルド。化学の基礎、vol.ウーニコ、モデルナ編、サンパウロ/SP – 1990 年。
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