Hva er Avogadros lov?

Den italienske forskeren Avogadro antok at i tilfelle av ideelle gasser, hvis trykket (p), volum (v) og temperatur (t) av to prøver er det samme, så er antallet gasspartikler i hver prøve også densamme.Dette gjelder uansett om gassen består av atomer eller av molekyler.Forholdet holder selv om prøvene som er sammenlignet er av forskjellige gasser.Alene er Avogadros lov av begrenset verdi, men hvis den kombineres med Boyle's Law, Charles 'lov og homofil-Lussacs lov, er den viktige ideelle gassligningen avledet.

For to forskjellige gasser eksisterer følgende matematiske forhold: P ₁ V ₁ /t ₁ ' k ₁ og p ₂ V ₂ /t ₂ ' k ₂ .Avogadros hypotese, bedre kjent i dag som Avogadros lov, indikerer at hvis venstre side av de ovennevnte uttrykkene er det samme, er antall partikler i begge tilfeller identisk.Så antall partikler tilsvarer k ganger en annen verdi avhengig av den spesifikke gassen.Denne andre verdien inkluderer partiklene til massen;Det vil si at det er relatert til deres molekylvekt.Avogadros -loven gjør det mulig å sette disse egenskapene i kompakt matematisk form.

Manipulering av ovennevnte fører til en ideell gassligning med formen PV ' NRT.Her er R definert som den ideelle gasskonstanten, mens N representerer antall føflekker, eller multipler av molekylvekten (MW) på gassen, i gram.For eksempel 1,0 gram hydrogengass og mdash;formel H ₂ , MW ' 2,0 MDASH;utgjør 0,5 føflekker.Hvis verdien av P er gitt i atmosfærer med V i liter og T i grader Kelvin, kommer R uttrykt i liter-atmosfærene-per-mole-grad Kelvin.Selv om uttrykket PV ' NRT er nyttig for mange applikasjoner, er avvik i noen tilfeller betydelig.

Vanskeligheten ligger i definisjonen av idealitet;Det pålegger begrensninger som ikke kan eksistere i den virkelige verden.Gasspartikler må ikke ha noen attraktive eller avvisende polariteter og mdash;Dette er en annen måte å si at kollisjoner mellom partikler må være elastiske.En annen urealistisk antagelse er at partikler må være punkter og volumene deres, null.Mange av disse avvikene fra idealitet kan kompenseres ved inkludering av matematiske termer som har en fysisk tolkning.Andre avvik krever viralbetingelser, som dessverre ikke tilsvarer noen fysisk eiendom;Dette kaster ikke Avogadros -loven i noe uoverensstemmelse.

En enkel oppgradering av den ideelle gassloven legger til to parametere, a og b.Den lyder (p+(n ² a/v ² )) (v-nb) ' nrt.Selv om et må bestemmes eksperimentelt, angår det den fysiske egenskapen til partikkelinteraksjon.Den konstante B forholder seg også til en fysisk egenskap og tar hensyn til det ekskluderte volumet.

Mens fysisk tolkbare modifikasjoner er tiltalende, er det unike fordeler med å bruke virial ekspansjonsbetingelser.En av disse er at de kan brukes til å samsvare med virkeligheten, og tillater forklaring i noen tilfeller av atferden til væsker.Avogadros -loven, opprinnelig brukt på gassfasen, har dermed muliggjort en bedre forståelse av minst en kondensert tilstand av materie.