หลักของอาโวกาโดร

posted on 10 Feb 2011 11:57 by phethai

หลักของอาโวกาโดร(Avogadro’s Principle)

 

                ในปีค.ศ. 1811 Avogadro นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียนได้เสนอหลักของอาโวกาโดร ซึ่งกล่าวว่า ภายใต้อุณหภูมิและความดันคงที่ แก๊สที่มีปริมาตรเท่ากันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน ซึ่งนั่นหมายความว่าแก๊สจะมีจำนวนโมลเท่ากันด้วย  เนื่องจากสารที่มีจำนวน 1 โมลมีจำนวนโมเลกุลเท่ากับ 6.02x1023 โมเลกุล  จากหลักของอาโวกาโดรสามารถเขียนเป็นสมการตามหลักการทางคณิตศาสตร์ได้ดังนี้

หรือ                                      ค่าคงที่
เมื่อ N= จำนวนโมล
และเมื่อรวมความสัมพันธ์จาก 3 ที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว นำมารวมเข้าด้วยกันจะได้


                                     PV = ค่าคงที่ x (NT)
                              หรือ   


เรียกว่าสมการสภาวะของแก๊สอุดมคติ โดยค่าคงที่ในสมการเรียกว่าค่าคงที่สากลของแก๊ส (universal gas constant,  โดยสารทุกชนิดจะมีค่า เท่ากัน สำหรับในหน่วยต่างๆมีค่าดังนี้
               
                  
                                              
                  
                  
โดยที่                                                                          
เมื่อ R = ค่าคงที่ของแก๊ส ( gas constant )
    M = มวลโมเลกุล

สำหรับค่าคงที่ของแก๊สเป็นค่าเฉพาะตัวของแก๊สแต่ละชนิด ส่วนมวลโมเลกุลหมายถึงมวลของสารหนึ่งหน่วยโมล ตัวอย่างเช่น มีมวลโมเลกุลเท่ากับ 28 
จำนวนโมลคำนวนได้จากการนำมวลของระบบใดๆหารด้วยมวลโมเลกุล (M)ดังนี้
           
เมื่อแทนค่า Ru และ N จากสมการข้างบนลงในสมการสภาวะของแก๊สอุดมคติ จะได้

ดังนั้น                                             

                     
          ในช่วงสภาวะทำงานทั่วไป มีแก๊สหลายชนิดที่มีพฤติกรรมใกล้เคียงกับแก๊สอุดมคติและสามารถถือได้ว่าเป็น แก๊สอุดมคติได้ เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ฮีเลียมกอน นีออนและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นต้น ซึ่งหากคำนวณสมบัติของแก๊สเหล่านี้ด้วยสมการสภาวะของแก๊สอุดมคติจะมีความผิด พลาดเพียงเล็กน้อยเท่านั้นคือ ต่ำกว่า1% ส่วนแก๊สที่มีความหนาแน่นสูงเช่น ไอน้ำที่เป็นสารทำงานในเครื่องทำความเย็น (refrigerations) ในช่วงสภาวะการ ทำงานโดยทั่วไปของสารเหล่านี้จะมีพฤติกรรม ที่แตกต่างจากแก๊สอุดมคติมาก จึงไม่ควรที่จะใช้สมการสภาวะของแก๊สอุดมคติในการคำนวณสมบัติของสารพวกนี้ เพราะจะทำให้ข้อมูลที่ได้มีความผิดพลาดสู

ตัวอย่างที่1    จงคำนวณหาปริมาตรจำเพาะของแก๊สไนโตรเจนที่ถูกเก็บไว้ในสภาวะที่ความดันและอุณหภูมิ
วิธีทำ   พิจารณาให้แก๊สไนโตรเจนเป็นแก๊สอุดมคติสามารถหาปริมาตรจำเพาะได้จากสมการ

จากข้อมูลสมบัติของแก๊สไนโตรเจนจะได้ว่า

แทนค่า 
                                                               ตอบ

 

 

ตัวอย่างที่ 2  ถังAขนาดบรรจุอากาศที่อุณหภูมิและความดัน ต่ออยู่กับถังBซึ่งบรรจุอากาศปริมาณ ที่อุณหภูมิและความดัน ถ้าเปิดวาล์วให้เกิดการถ่ายโอนมวลระหว่างถังทั้งสอง จนระบบถึงสมดุลทางความร้อนที่ให้หาความดันของระบบที่สภาวะสมดุล
วิธีทำ พิจารณาให้อากาศเป็นแก๊สอุดมคติ
จากสมการที่                                                     
ดังนั้นที่สภาวะสมดุล                                             
โดยที่                            และ  
สมบัติของอากาศมีค่า            
จากข้อมูลที่โจทย์กำหนด         
ดังนั้นในการที่จะคำนวณหาความดันที่สมดุลจะต้องการข้อมูลเพิ่มเติมคือ และ 
โดย                                 
                                                                                            ตอบ

 

Back <<< กฏของชาร์ล

Next >>>> ทฤษฏีจลน์ของแก๊ส

edit @ 10 Feb 2011 12:25:23 by PheThai

edit @ 10 Feb 2011 12:35:39 by PheThai

Comment

Comment:

Tweet


#2 By (182.93.199.213|182.93.199.213) on 2015-07-20 11:05

#1 By (171.6.247.184|171.6.247.184) on 2015-01-11 18:15