ثابت جهانی گازها

هدف : به دست آوردن ثابت جهانی یک گاز در آزمایشگاه

 

تئوری آزمایش:

در حجم ثابت، فشار مقدار معینی از یك گاز با دمای مطلق آن نسبت مستقیم دارد. یعنی

به عبارت دیگر در حجم ثابت، نسبت فشار مقدار معینی از یك گاز به دمای مطلق آن مقداری ثابت است. ثابت عمومی گازها را (که به ثابت جهانی گازها٬ ثابت گاز ایده‌آل نیز مشهور است) یک ثابت فیزیکی است و و در معادله نرنست  ٬معادله بولتزمن كه معادله گاز ایده‌آل نیز کاربرد دارد و مقدارش در واحدهای SI برابر است با

R = 8.314472(15) J • K-1 • mol-1

                                                                                       

دو عدد درون پرانتز اعدادی هستند که درباره آنها شک و شبهه وجود دارد. و مقدار آن از طریق معادله گاز ایده‌آل بدست می آید.

ایزوترم های یک گاز ایده آل

 

گاز ایده‌آل یک تقریب از گازهای حقیقی است که برای مقاصد محاسباتی بکار می‌رود. گاز ایده‌آل به گازی گفته می‌شود که:بین ذرات آن نیرویی وجود نداشته باشد و تنها برهم‌کنش بین ذرات، برخورد صلب باشد.

گازهای حقیقی را در چگالی‌های پایین با تقریب خوبی می‌توان ایده‌آل فرض کرد

قانون بویل :

رابطه ی بین فشار و حجم یک گاز در 1662 میلادی توسط رابرت بویل ( Robert Boyle ) اندازه گیری شد . بویل متوجه شد که افزایش فشار وارد شده بر یک گاز با کاهش حجم آن متناسب است . اگر فشار دو برابر شود ، حجم به نصف کاهش می یابد . اگر فشار سه برابر شود ، حجم به یک سوم حجم اولیه اش می رسد . قانون بویل می گوید که در دمای ثابت ، حجم گاز با فشار رابطه ی عکس دارد.

قانون گازهای ایده آل:

 

 

در دما و فشار ثابت حجم یک گاز با تعداد مول های آن نسبت مستقیم دارد . حجم یک مول گاز نصف حجم اشغال شده توسط 2 مول گاز می باشد .

مواد و وسایل لازم:

اتانول ، آب -  ارلن ، درپوش ، بشر،پی پت، گیره ، دماسنج ، ترازو ، چراغ و توری نسوز

روش کار آزمایش:

ابتدا یک ارلن خالی با درپوش سوراخدار برداشته و با ترازو وزن می کنیم و وزن آن را به عنوان m1  یادداشت می کنیم و همزمان مقدار 400 سی سی آب درون یک بشر ریخته و بر روی شعله می گذاریم تا حمام آب گرم مهیا شود و 2 سی سی هم اتانول ریخته و در درون حمام آب گرم گذاشته و با دماسنج دما را کنترل می کنیم و وقتی اتانول کاملا بخار شد ، دما را یادداشت کرده و ارلن را خارج کرده و بسرعت با آب سرد می کنیم و کاملا خشک کرده ، سپس ارلن با درپوش به همراه اتانول را وزن  می کنیم تا جرم m 2 ما به دست آید. پس اختلاف m1 و m2 معادل m اتانول خواهد شد.