Back to the topics list

standart şərtlər

Qaz Qanunları Kontekstində Standart Şərtləri Anlamaq

Qazlar ətrafımızdadır, nəfəs aldığımız havanı təşkil edir və müxtəlif kimyəvi proseslərdə mühüm rol oynayır. Qazların davranışını öyrənmək üçün alimlər qaz qanunlarını işləyib hazırlamışlar. Bu qanunlar qazların müxtəlif şərtlərdə necə reaksiya verəcəyini təxmin etməyə kömək edir. Bununla belə, bu proqnozların doğru olması üçün biz “standart şərtlər” adlanan bir sıra baza şərtlərini müəyyən etməliyik.

Standart şərtlər nədir?

Qazlar üçün standart şərtlər temperatur və təzyiq üçün razılaşdırılmış istinad şərtlər toplusudur. Bu şərtlər elm adamlarına və mühəndislərə fərqli qazları və eyni şərtlər altında onların davranışlarını müqayisə etməyə imkan verir. Ən ümumi standart şərtlər bunlardır:

• Standart Temperatur və Təzyiq (STP): STP-də temperatur 0 dərəcə Selsi (273,15 Kelvin), təzyiq isə 1 atmosfer (atm) və ya 101,325 kilopaskal (kPa) səviyyəsində müəyyən edilir. STP qaz qanunları və kimyəvi reaksiyaları əhatə edən tədqiqatlarda geniş istifadə olunur.
• Standart Mühit Temperaturu və Təzyiq (SATP): SATP temperaturu 25 dərəcə Selsi (298,15 Kelvin) və 1 atm və ya 101,325 kPa təzyiq kimi müəyyən edir. Bu vəziyyət tez-tez biokimyəvi və ekoloji tədqiqatlarda istifadə olunur.

Bu şərtləri başa düşmək qazların davranışını öyrənərkən çox vacibdir, çünki bu, müxtəlif ssenarilərdə qazın həcmini, təzyiqini və ya temperaturunu proqnozlaşdırmağa və ya hesablamağa imkan verir.

Qaz qanunlarında standart şərtlərin rolu

Qaz qanunları qazların fiziki xassələrinin temperatur, həcm və təzyiq dəyişikliklərinə cavab olaraq necə dəyişdiyini təsvir edir. Standart şərtlərin bu qanunları başa düşməkdə necə rol oynadığına dair bir neçə nümunə:

• Boyl qanunu: Temperatur sabit olduqda qazın təzyiqi onun həcminə tərs mütənasibdir. Standart şəraitdə bu qanun qazın həcmini azaltmaqla onun təzyiqini və əksinə necə artıracağını anlamağa kömək edir. Riyazi ifadə \(P_1V_1 = P_2V_2\) şəklindədir, burada \(P\) təzyiqi, \(V\) isə həcmi təmsil edir.
• Çarlz Qanunu: Təzyiq sabit saxlanıldıqda qazın həcminin onun temperaturu ilə (Kelvinlə ölçülür) necə düz mütənasib olduğunu təsvir edir. Standart şərtlərdə bu qanun qazın temperaturunun artırılmasının onun həcmini necə artıracağını proqnozlaşdıra bilər. Əlaqə \(\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}\) ilə verilir, burada \(T\) temperaturu təmsil edir.
• Avoqadro qanunu: Qazın həcminin sabit temperatur və təzyiqdə qaz hissəciklərinin (və ya qazın mollarının) sayı ilə düz mütənasib olduğunu bildirir. Bu qanun standart şərtlərdə kimyəvi reaksiyalarda iştirak edən qazların həcmini təyin etmək üçün bir yol təqdim edir. O \(V_1/n_1 = V_2/n_2\) kimi ifadə edilir, burada \(n\) molların sayını göstərir.
• Gey-Lussac qanunu: Qazın təzyiqinin sabit həcmdə onun temperaturu ilə (Kelvinlə ölçülür) düz mütənasib olduğunu göstərir. Standart şərtlər qazın temperaturu artarsa, eyni həcmi saxlayaraq təzyiqinin necə artacağını anlamağa kömək edir. İfadə olunan düstur belədir: \(\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}\) .

Real Dünya Təcrübələrində Standart Şərtlərin Tətbiqi

Təcrübə 1: Çarlz qanununa riayət etmək

İstiliyin qazın həcminə təsirini bir şarın iştirakı ilə sadə bir təcrübə vasitəsilə müşahidə edə bilərsiniz. Balonu soyuducuya yerləşdirsəniz (standart mühit temperaturundan daha sərin) və sonra onu isti otağa keçirsəniz (standart mühit temperaturundan daha yaxın və ya daha yüksək), siz balonun genişləndiyini görəcəksiniz. Bu genişlənmə, temperaturla həcmin necə artdığını göstərən Çarlz Qanununu nümayiş etdirir.

Təcrübə 2: Boyl qanununun nümayişi

Boyle qanunu, başlığı möhürlənmiş bir şprisdən istifadə edərkən görünə bilər. Pistonu çəkdiyiniz zaman şprisin içindəki qazın həcmini artırırsınız, bu da təzyiqi azaldır. Bu dəyişiklik tələbələrə demək olar ki, standart şəraitdə təzyiq və həcm arasındakı tərs əlaqəni əyani şəkildə görməyə imkan verir.

Hesablamalarda Standart Şərtlərin Əhəmiyyəti

Qaz qanunları ilə bağlı hesablamalar apararkən standart şərtlər əsasdır. Məsələn, \(PV = nRT\) kimi verilən İdeal Qaz Qanunu, burada \(R\) ideal qaz sabitidir, qazın miqdarını, həcmini, təzyiqini və ya temperaturunu müəyyən etməyə imkan verir. istənilən şərtlər. Bununla belə, müxtəlif reaksiyalar və ya proseslər üzrə qaz həcmlərini və ya miqdarlarını müqayisə edərkən, standart şərtlər müqayisə üçün ardıcıl əsas verir.

Molar həcmini əhatə edən hesablamalar da standart şərtləri vacib edir. STP-də hər hansı bir ideal qazın bir molu təxminən 22,4 litr tutur. Bu əlaqə kimyaçılara qaz həcmlərini birbaşa ölçməyə ehtiyac olmadan reaksiyalarda iştirak edən qazların miqdarını təyin etməyə imkan verir. Qaz Davranışını Anlamaq üçün Şərtlərin Tənzimlənməsi

Standart şərtlərdən əlavə, elm adamları qazların ekstremal şəraitdə necə davrandığını araşdırmaq üçün tez-tez temperatur və təzyiqi tənzimləyirlər. Bu, qazların xassələri və onların müxtəlif tətbiqlər üçün necə idarə oluna biləcəyi haqqında daha çox başa düşməyə kömək edir, məsələn, sürətli qaz genişlənməsinin sürətli inflyasiya üçün istifadə edildiyi avtomobil təhlükəsizlik yastıqlarında.

Nəzarət edilən təcrübələr vasitəsilə biz standart şərtlərdən kənarlaşmaların qaz xüsusiyyətlərinə necə təsir etdiyini müşahidə edə bilərik. Məsələn, temperaturu sabit saxlayarkən təzyiqi 1 atm-dən çox artırmaq, qeyri-standart şəraitdə Boyle qanununu nümayiş etdirərək qazın həcmini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

Nəticə

Standart şərtlər qazların davranışının öyrənilməsində və başa düşülməsində mühüm rol oynayır. Temperatur və təzyiq üçün ümumi istinad təmin etməklə, bu şərtlər elm adamlarına qazların müxtəlif şərtlərdə necə reaksiya verəcəyini proqnozlaşdırmağa imkan verir. Boyle, Charles, Avogadro və Gay-Lussac qanunları kimi qaz qanunları qazların təzyiqi, həcmi və temperaturu arasındakı əlaqəni təsvir etmək üçün bu standart şərtlərə əsaslanır. Təcrübələr və hesablamalar vasitəsilə standart şərtlər altında bu qanunlar birbaşa real dünya ssenarilərinə tətbiq oluna bilər, bu da bizim müxtəlif sahələrdə qazların gücünü və çox yönlülüyündən istifadə etmək qabiliyyətimizi artırır.