La loi combinée sur le gaz

La loi combinée sur le gaz combine les trois lois sur le gaz: la loi de Boyle, la loi de Charles et la loi de Gay-Lussac. Il indique que le rapport du produit de la pression et du volume et de la température absolue d'un gaz est égal à une constante. Lorsque la loi d'Avogadro est ajoutée à la loi combinée du gaz, la loi du gaz idéal en résulte. Contrairement aux lois sur le gaz nommées, la loi combinée sur le gaz n'a pas de découvreur officiel. C'est simplement une combinaison des autres lois des gaz qui fonctionne lorsque tout sauf la température, la pression et le volume sont maintenus constants.

Il existe quelques équations communes pour la rédaction de la loi combinée sur le gaz. La loi classique relie la loi de Boyle et la loi de Charles à:

PV / T = k

où P = pression, V = volume, T = température absolue (Kelvin) et k = constante.

La constante k est une vraie constante si le nombre de moles de gaz ne change pas. Sinon, cela varie.

Une autre formule courante pour la loi combinée sur le gaz concerne les conditions "avant et après" d'un gaz:

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

Exemple

Trouver le volume d'un gaz à STP lorsque 2,00 litres sont collectés à 745,0 mm Hg et 25,0 degrés Celsius.

Pour résoudre le problème, vous devez d'abord identifier la formule à utiliser. Dans ce cas, la question porte sur les conditions chez STP, vous savez donc que vous avez affaire à un problème "avant et après". Ensuite, vous devez comprendre STP. Si vous ne l'avez pas déjà mémorisé (et vous devriez probablement, car cela apparaît beaucoup), STP se réfère à "la température et la pression standard", qui est de 273 Kelvin et 760,0 mm Hg.

Parce que la loi fonctionne en utilisant la température absolue, vous devez convertir 25,0 degrés Celsius en échelle Kelvin. Cela vous donne 298 Kelvin.

À ce stade, vous pouvez insérer les valeurs dans la formule et résoudre l'inconnu. Une erreur courante que certaines personnes commettent lorsqu'elles ne connaissent pas ce type de problème est de confondre les chiffres qui vont ensemble. Il est recommandé d'identifier les variables. Dans ce problème, ils sont:

P₁ = 745,0 mm Hg
V₁ = 2,00 L
T₁ = 298 K
P₂ = 760,0 mm Hg
V₂ = x (l'inconnu pour lequel vous résolvez)
T₂ = 273 K

Ensuite, prenez la formule et configurez-la pour résoudre l'inconnu "x", qui dans ce problème est V_2:

P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂

Multipliez-vous pour effacer les fractions:

P₁V₁T₂ = P₂V₂T₁