กฏของแก๊ส ม.5
TRANSCRIPT
Gas Laws
Gas Laws
ว ิชา ฟิส ิกส ์ 3 รหัสว ิชา ว30208
ครูผ ู้สอน : ครูป ิยน ุช ลอยเล ิศหลา้
สมบัต ิของแก๊สสมบัต ิของแก๊ส• แก๊สม ีแรงยดึเหนี่ยวระหว ่างโมเลก ุลของแก๊สน ้อยมาก
• ร ูปร ่างเปล ี่ยนแปลงตามขนาดและร ูปร ่างของภาชนะ
• ความหนาแน่นต ำ่ากว ่าของเหลว
• สามารถบบีอ ัดไดง้ ่าย
• ปริมาตรขึ้นอย ูก่ ับ อ ุณหภูม ิ ความดันและจ ำานวนโมล
ตัวแปรที่เก ี่ยวข ้องต ัวแปรที่เก ี่ยวข ้อง- อุณหภูม ิ (T)
- ความดัน
(P)
- ปริมาตร (V)
- จำานวนโมล
(n)
Boyle’s LawBoyle’s Lawความสัมพ ันธ ์ระหว ่างความดัน(P) และปร ิมาตร( V )
“ ที่อ ุณหภูม ิและมวลของแก๊สคงที่ปร ิมาตรของแก๊สจะแปรผกผันก ับ
”ความดัน
tconsPV tan= ...332211 === VPVPVP
Boyle’s LawBoyle’s Law
ความสัมพันธ ์ระหว ่างอ ุณหภูม ิ(T) และปร ิมาตร ( V )
“ เม ื่อมวลและความดันของแก๊ส คงที่ ปร ิมาตรของแก๊สจะแปรผัน
”ตรงกับอ ุณหภูม ิเคลว ิน
Charles’s LawCharles’s Law
tconsT
Vtan=
....TV
TV
TV
3
3
2
2
1
1 ===
Charles’s LawCharles’s Law
The combined gas The combined gas lawlaw
กฎรวมแก๊ส โดยการรวมกฎของบอยล์และชาร ์ลเข ้าดว้ยกนัเม ือ่มวลของแกส๊คงที่
จากกฎของบอยล์ V ∝ 1/P (เม ือ่มวลและอุณหภมูคิงท ี่)จากกฎของชาร ์ล V ∝ T (เม ือ่มวลและความ
ดันคงที่) ถ้ารวมกฎของบอยล์และกฎของชาร ์ล จะได้ความ
สัมพนัธ ์ดงัน ี้V ∝ T/PV = k3T/P โดย k3 เป ็นค ่าคงที่PV = k3T (เม ือ่มวลคงที่)PV/T = k3
P1V1 = P2V2 = P3V3 = … = PnVn = k3 (เม ือ่มวลคงที่)
T1 T2 T3 Tn
เม ือ่ปร ิมาณของแก๊ส คงที่ ( n คงที่ )
The combined gas The combined gas lawlaw
Gay-Lussac’s LawGay-Lussac’s Law ความสัมพ ันธ ์ระหว ่างความดัน
(P) และอ ุณหภูม ิ ( T )
“ ที่ปร ิมาตรคงที่ ความดันของแก๊สจะ”แปรผันโดยตรงกับอณุหภูม ิเคลว ิน
tconsT
Ptan=
.......3
3
2
2
1
1 ===T
P
T
P
T
P
Avogadro’s LawAvogadro’s Law ความสัมพ ันธ ์ระหว ่างปร ิมาณ
(n) และปร ิมาตร ( V )
“ ที่อ ุณหภูมแิละความดันเด ียวก ัน แก๊สท ี่ม ีปร ิมาตรเท ่าก ันจะม ี จ ำานวน
”โมเลก ุลเท ่าก ัน
tconsn
Vtan=
.......3
3
2
2
1
1 ===n
V
n
V
n
V
The ideal gas lawThe ideal gas law
Values for the gas constant R
Value Units
0.08206L atm/mol K
1.987 cal/mol K
8.314 J/mol K
8.314m3 Pa/mol K
62L torr/mol K
PV = nRT
The ideal gas lawThe ideal gas law
Ex 1. แก๊สชนิดหนึ่งม ีปร ิมาตร 400 cm3 ภายใต้ความดนั
0.8 atm ที่อ ุณหภูม ิคงท ี่ ถ ้า ความดันเพ ิม่ข ึ้นเป ็น
760 mmHg แก๊สจะม ีปร ิมาตรกี่ล ิตรEx 2. แก๊สไนโตรเจนมีปร ิมาตร 800 cm3 จะม ีปร ิมาตรเพ ิ่มข ึ้น
เท ่าใด ถ้าเพ ิ่มอ ุณหภูม ิจาก 273 K เปน็ 320 K
โดยไม่เปล ี่ยนแปลงความดัน
Dalton’s law of partial Dalton’s law of partial pressurepressure
ถ้าแก ๊สต ั้งแต ่ 2 ชนิดหร ือมากกว ่า สองชนิดท ี่ไมท่ ำาปฏิก ิร ิยาเคม ีก ัน บรรจ ุใน
ภาชนะเดยีวก ัน ความดันของแก๊สแต ่ละ ชนิดในแก๊สผสม เร ียกว ่า ความดันยอ่ย (
partial pressure )
“ ความดนัรวมของแก๊สผสมจะเท ่าก ับผล บวกของความดันยอ่ยของแก๊สแต ่ละชนิด
”
PTotal = P1 + P2 + P3 + ... PTotal = P1 + P2 + P3 + ...
PTotal = PA + PB
Dalton’s law of partial Dalton’s law of partial pressurepressure
ConclusioConclusionn
2211 VPVP =
2
2
1
1
T
V
T
V =2
2
1
1
T
P
T
P =
PV = nRT
PTotal = P1 + P2 + ... + Pn PTotal = P1 + P2 + ... + Pn
โจทย์ กรณีมวลของแก๊สคงที่
1. แก๊สชนิดหนึ่งม ีปร ิมาตร 10-3 m3 อุณหภูม ิ 27 ̊ c ความดนั 1 atm ขยายตัวจนกระทั่งม ีปร ิมาตร เปน็ 1.5x10-3 m3 และ ความดัน 1.1 atm อุณหภูม ิตอนหลัง เปน็เท ่าใดในหน่วย ˚c
2. แก๊สชนิดหนึ่งม ีปร ิมาตร 2x10-3 m3 อุณหภูม ิ 17 ̊ c ความดนั เท ่าก ับ 2 atm ถามว ่าแก ๊สน ี้ม ีก ี่โมล
โจทย์ กรณีมวลของแก๊สเปล ีย่นแปลง
1. แก๊สไฮโดรเจน 1 m3 ที่ 0 ̊ c ภายใต้ ความดัน 60 Pa มีมวล 18 g อยากทราบว ่า มวลของ แก๊สไฮโดรเจน 1 m3 ที่ 27 ̊ c ภายใต้ความดัน 90 Pa จะเป ็นเท ่าใด
2. แก๊สไฮโดรเจนในถังอ ุณหภูม ิ 0 ̊ c ความดัน 4 atm มมีวล 4 kg ต่อมาความดันลดลงเหล ือ 2 atm ว ัดอ ุณหภูมไิด ้ -13 ̊ c อยากทราบว ่าม ีแก ๊สร ั่วออกจากถังก ี่ก ิโลกร ัม
3. แก๊สออกซิเจนและไฮโดรเจน บรรจ ุ ในถังท ี่ม ีปร ิมาตร 1 m3
และ 0.5 m3 ตามลำาด ับ ว ัดความดันแก๊สท ั้งสองในถังได ้เท ่าก ัน และอ ุณหภูม ิเท ่าก ัน อยากทราบว ่าความหนาแน่นของแก๊ส ออกซเิจนเปน็ก ี่เท ่าของแก๊สไฮโดรเจน
4. The empty tank contains 11.0 L of air at 21 ̊ c and 1 atm. When the tank is filled with hot air from a compressor, the temperature is 42 ˚c and the gauge pressure is 2.1x107 Pa. What mass of air was added? (Air is a mixture of gases, its average molar mass is 28.8 g/mol)
โจทย์ แก๊สผสม
1. ถ้าอ ัดแก ๊สด ังต ่อไปนี้ ออกซเิจน 1 โมล อ ุณหภูม ิ 60 ̊ c ไนโตรเจน 2 โมล อ ุณหภูม ิ 40 ̊ c ไฮโดรเจน 2 โมล อ ุณหภูม ิ 20 ̊ c เข ้าไปในถังบรรจ ุแก ๊ส ปริมาตร 50 dm3 แก๊สผสมใน ถังจะมคีวามดนัเปน็เท ่าใด