L7
9. Gaslagarna
Via experiment kom man fram till tre lagar för hur gaser beter sig. De är Boyles lag, Charles lag och Gay­Lussacs lag. Dessa är alltså experimentellt härledda lagar. Vi använder dem sedan för att härleda en allmän lag för gaser.
9.1 Boyles lag
Robert Boyle upptäckte följande lagbundenhet för en gas som hålls vid en konstant temperatur: "Produkten av gasens volym och gasens tryck är konstant". Vi kan skriva detta i en enkel matematisk form:
(23)
Boyles lag säger alltså att produkten av trycket och volymen för en gas vid en viss tidpunkt är lika med produkten av trycket och volymen för samma gas vid en annan tidpunkt ­ så länge gasens temperatur är oförändrad, dvs. i en isotermisk process. Detta kan vi också skriva matematiskt:
(24)
Använd de givna värdena för att rita en graf i ett (v,p)­koordinatsystem.
Bilden är tagen från http://www.blackgold.ab.ca/ICT/Division4/Science/Div.%
204/Boyles%20Law/boyleslaw.htm
1
L7
Ex. 16
0,020 m3 gas utvidgas till volymen 0,040 m3, medan dess temperatur hålls oförändrad. Gasens tryck i utgångsläget är 5,0 x 105 Pa. Vad är gasens tryck i slutet av utvidgningen?
2
L7
9.2 Charles lag
Jacques Charles studerade gaser ca 100 år efter Boyle. Han studerade gaser vid konstant tryck, och upptäckte följande lagbundenhet:
"Förhållandet mellan gasens volym och temperatur är konstant." I matematisk form:
(25)
Charles lag säger alltså att kvoten av volymen och temperaturen vid en viss tidpunkt är lika med kvoten av volymen och temperaturen vid en annan tidpunkt ­ så länge gasens tryck är oförändrat, dvs. i en isobarisk process. Detta kan skrivas:
(26)
Använd värdena för att rita en graf i ett (T,V)­koordinatsystem.
Bilden är tagen från http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/fl
ashfiles/gaslaw/charles_law.html
Ex. 17
En elastisk ballong fylls så att gasens tryck hålls konstant, p = 1,101*105 Pa. Temperaturen är först 293 K, därefter ändras den så att ballongens volym minskar 7 %. Vad är den nya temperaturen?
3
9.3 Gay­Lussacs lag L7
Gay­Lussacs lag är den sista av de tre experimentella lagarna. Den säger att förhållandet mellan gasens tryck och gasens temperatur är konstant, om volymen hålls oförändrad. Matematiskt får lagen formen:
(27)
Kvoten av trycket och temperaturen vid en tidpunkt kommer att vara lika stort som kvoten mellan trycket och temperaturen vid en senare tidpunkt, om gasens volym hålls konstant, dvs. i en isokorisk process. Detta kan vi skriva i matematisk form:
(28)
Uppgifter:
Läs: s. 61­66
Lös: övningar 3­19, 3­21, 3­22, 3­24, 3­25, 3­27
4
Bilagor
bunnydea.avi
