Предисловие Физика изучает наиболее общие и фундаментальные закономерности явлений природы и законы движения. Без знания этих законов нельзя получить правильное представление о более сложных явлениях и формах движения материи, изучаемых другими естественными науками. Физика является естественнонаучной основой таких наук, как химия, биология, астрономия, геология. Основополагающую роль играет физика в развитии техники. Открытие новых физических явлений приводит к созданию принципиально новых приборов, машин и технологий, определяющих научно-технический прогресс. Кроме утилитарного физика имеет огромное общенаучное значение как одна из областей интеллектуальной деятельности человека. Развиваясь и обогащаясь, она постоянно видоизменяет, дополняя и углубляя, представления о природе вещей, явлениях и причинных связях окружающего мира. Ее теоретические концепции приобретают со временем общефилософское значение.  Таким образом, знания по физике необходимы широкому кругу специалистов, работающих в самых различных областях науки и техники. Настоящий справочник дает основные сведения о законах и формулах физики. В нем достаточно полно изложены сведения из разделов механики, молекулярной физики и термодинамики, электродинамики, тео- Предназначенный широкому кругу читателей справочник охватывает материал в объеме курса общей физики для вузов. Все необходимые сведения по высшей математике даны в ходе изложения физического материала. Этой же цели служит Приложение.  Это хорошо прослеживается по мере изложения материала, начиная от механики материальной точки и заканчивая физикой элементарных частиц и ее современными принципами и понятиями. Однако каждой главой, разделом или подразделом можно пользоваться отдельно, без предварительного знакомства с предшествующим материалом. Это достигается путем использования внутренних перекрестных ссылок на разделы, связанные с излагаемым материалом. Эти ссылки указаны в квадратных скобках. В справочнике в качестве основной использована Международная система единиц физических величин (СИ). Исключение сделано для разделов, посвященных атомной и ядерной физике, где более естественной является гауссовая система, дополненная внесистемной единицей энергии — электронвольтом. Формулы, описывающие квантовые процессы в гауссовой системе единиц, содержат только физические постоянные (е, h, с).  Автор выражает благодарность доктору физико-математических наук В. Б. Беляеву, кандидату физико-математических наук В. В. Пересыпкину, доктору физико-математических наук В. К- Тартаковскому ва полезные замечания и советы при подготовке справочника. Автор |
Профессор Знаев – ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ФИЗИКИ
Второй закон термодинамики
Согласно этому закону процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от более холодного тела к более нагретому, невозможен без изменений в самой системе и окружающей среде. Второй закон термодинамики выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные.
Запрещает создание вечного двигателя второго рода.
Закон Авогардо
В равных объемах идеальных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Закон открыт в 1811 году итальянским физиком А. Авогадро (1776–1856).
Закон Ампера
Закон взаимодействия двух токов, текущих в проводниках, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга гласит: параллельные проводники с токами одного направления притягиваются, а с токами противоположного направления отталкиваются. Закон открыт в 1820 году А. М. Ампером.
Закон Архимеда
Закон гидро– и аэростатики: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, равная весу жидкости или газа, вытесненного телом, и приложенная в центре тяжести погруженной части тела. FA = gV, где g – плотность жидкости или газа, V – объем погруженной части тела. Иначе закон можно сформулировать следующим образом: тело, погруженное в жидкость или газ, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ).
Тогда P = mg – FA. Закон открыт древнегреческим ученым Архимедом в 212 году до н. э. Он является основой теории плавания тел.
Закон всемирного тяготения
Закон всемирного тяготения, или закон тяготения Ньютона: все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Закон Бойля – Мариотта
Один из законов идеального газа: при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная. Формула: pV = const. Описывает изотермический процесс.
Закон Гука
Согласно этому закону упругие деформации твердого тела прямо пропорциональны вызывающим их внешним воздействиям.
Закон Дальтона
Один из основных газовых законов: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов. Открыт в 1801 году Дж. Дальтоном.
Закон Джоуля – Ленца
Описывает тепловое действие электрического тока: количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения.
Открыт Джоулем и Ленцем независимо друг от друга в XIX веке.
Закон Кулона
Основной закон электростатики, выражающий зависимость силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов от расстояния между ними: два неподвижных точечных заряда взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, в которой находятся заряды. Величина численно равна силе, действующей между двумя расположенными в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга точечными неподвижными зарядами по 1 Кл каждый. Закон Кулона является одним из экспериментальных обоснований электродинамики. Открыт в 1785 году.
Закон Ленца
Согласно этому закону индукционный ток всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшие этот ток. Закон Ленца – следствие закона сохранения энергии. Установлен в 1833 году Э.
Х. Ленцем.
Закон Ома
Один из основных законов электрического тока: сила постоянного электрического тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Справедлив для металлических проводников и электролитов, температура которых поддерживается постоянной. В случае полной цепи формулируется следующим образом: сила постоянного электрического тока в цепи прямо пропорциональна эдс источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению электрической цепи. Открыт в 1826 году Г. С. Омом.
Закон отражения волн
Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу преломления. Закон справедлив для зеркального отражения.
Закон Паскаля
Основной закон гидростатики: давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости или газа, передается одинаково по всем направлениям.
Закон преломления света
Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем для данных двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой.
Закон прямолинейного распространения света
Закон геометрической оптики, заключающийся в том, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Объясняет, например, образование тени и полутени.
Закон сохранения заряда
Один из фундаментальных законов природы: алгебраическая сумма электрических зарядов любой электрически изолированной системы остается неизменной. В электрически изолированной системе закон сохранения заряда допускает появление новых заряженных частиц, но суммарный электрический заряд появившихся частиц всегда должен быть равен нулю.
Закон сохранения импульса
Один из основных законов механики: импульс любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянным (сохраняется) и может только перераспределяться между частями системы в результате их взаимодействия.
Закон Шарля
Один из основных газовых законов: давление данной массы идеального газа при постоянном объеме прямо пропорционально температуре.
Закон электромагнитной индукции
Описывает явление возникновения электрического поля при изменении магнитного (явление электромагнитной индукции): электродвижущая сила индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Коэффициент пропорциональности определяется системой единиц, знак – правилом Ленца. Закон открыт М. Фарадеем.
Закон сохранения и превращения энергии
Общий закон природы: энергия любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянной (сохраняется). Энергия может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы. Для незамкнутой системы увеличение (уменьшение) ее энергии равно убыли (возрастанию) энергии взаимодействующих с ней тел и физических полей.
Законы Ньютона
В основе классической механики лежат 3 закона Ньютона.
Первый закон Ньютона (закон инерции): материальная точка находится в состоянии прямолинейного и равномерного движения или покоя, если на нее не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. Второй закон Ньютона (основной закон динамики): ускорение, полученное телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела. Третий закон Ньютона: действия двух тел всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны.
Законы Фарадея
Первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении электрического тока, прямо пропорциональна количеству электричества (заряду), прошедшему через электролит (m = kq = kIt). Второй закон Фарадея: отношение масс различных веществ, претерпевающих химические превращения на электродах при прохождении одинаковых электрических зарядов через электролит, равно отношению химических эквивалентов. Законы установлены в 1833–1834 годах М. Фарадеем.
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики является законом сохранения энергии для термодинамической системы: количество теплоты Q, сообщенное системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы U и совершение системой работы A против внешних сил. Формула Q = U + A лежит в основе работы тепловых машин.
Постулаты Бора
Первый постулат Бора: атомная система устойчива только в стационарных состояниях, которые соответствуют дискретной последовательности значений энергии атома. Каждое изменение этой энергии связано с полным переходом атома из одного стационарного состояния в другое. Второй постулат Бора: поглощение и излучение энергии атомом происходит по закону, согласно которому связанное с переходом излучение является монохроматическим и обладает частотой: h = Ei – Ek, где h – постоянная Планка, а Ei и Ek – энергии атома в стационарных состояниях.
Правило левой руки
Определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током (или движущуюся заряженную частицу).
Правило гласит: если левую руку расположить так, чтобы вытянутые пальцы показывали направление тока (скорости частицы), а силовые линии магнитного поля (линии магнитной индукции) входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник (положительную частицу; в случае отрицательной частицы направление силы противоположно).
Правило правой руки
Определяет направление индукционного тока в проводнике, движущемся в магнитном поле: если ладонь правой руки расположить так, чтобы в нее входили линии магнитной индукции, а отогнутый большой палец направить по движению проводника, то четыре вытянутых пальца покажут направление индукционного тока.
Принцип Гюйгенса
Позволяет определить положение фронта волны в любой момент времени. Согласно принципу Гюйгенса, все точки, через которые проходит фронт волны в момент времени t, являются источниками вторичных сферических волн, а искомое положение фронта волны в момент времени t совпадает с поверхностью, огибающей все вторичные волны.
Принцип Гюйгенса объясняет законы отражения и преломления света.
Принцип Гюйгенса – Френеля
Согласно данному принципу в любой точке, находящейся вне произвольной замкнутой поверхности, охватывающей точечный источник света, световая волна, возбуждаемая этим источником, может быть представлена как результат интерференции вторичных волн, излучаемых всеми точками указанной замкнутой поверхности. Принцип позволяет решать простейшие задачи дифракции света.
Принцип относительности
В любых инерциальных системах отсчета все физические (механические, электромагнитные и др.) явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Является обобщением принципа относительности Галилея.
Принцип относительности Галилея
Механический принцип относительности, или принцип классической механики: в любых инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково при одних и тех же условиях.
Звук
Звуком называют упругие волны, которые распространяются в жидкостях, газах и твердых телах и воспринимаются ухом человека и животных.
Человек обладает способностью слышать звуки с частотами в пределах 16–20 кГц. Звук с частотами до 16 Гц принято называть инфразвуком; с частотами 2·104–109 Гц – ультразвуком, а с частотами 109–1013 Гц – гиперзвуком. Наука, изучающая звуки, носит наименование «акустика».
Свет
Светом в узком смысле термина называют электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых глазом человека: 7,5 ‘1014–4,3 ‘1014 Гц. Длина волн варьируется от 760 нм (красный свет) до 380 нм (фиолетовый свет).
физика – Почему физические законы такие простые?
Физические законы не так просты, как кажется.
Например, «Абсолютно твердые тела» , которые редко встречаются в природе.
Или Совершенно упругие тела, поверхности без трения, и множество других утверждений, стремящихся к идеализации.
Идеальный газ, подчиняющийся газовым законам .
Вышеизложенное связано с подходом, при котором базовое понимание приобретается в идеальной среде, а затем
Здесь давайте вкратце исследуем структуру физических законов.
Физическая теория, скажем, T состоит, среди прочего, из группы законов, сформулированных в терминах определенных понятий.
Но возникает кажущаяся замкнутость, если рассмотреть, как законы Т и понятия приобретают свое содержание, потому что кажется, что одно получает содержание от другого — законы Т приобретают свое содержание от понятий, используемых при формулировании законы
, тогда как понятия часто «вводятся» или «определяются» группой законов в целом.
Конечно, если понятия могут быть введены независимо от теории Т, цикличности не возникает.
Но обычно каждая физическая теория T требует новых понятий s, которые не могут быть определены без использования T (последние мы называем «Т-теоретическими понятиями» ). Является ли кажущаяся замкнутость в отношении законов и
T -теоретических концепций проблемой?
В качестве примера рассмотрим теорию T классической механики элементарных частиц.
Для простоты предположим, что кинематические понятия, такие как положения частиц, их скорости и ускорения, даны независимо от теории как функции времени.
Центральным утверждением T является второй закон Ньютона, F=ma, , который утверждает, что сумма F сил, действующих на частицу, равна ее массе m, умноженной на ее ускорение a .
Хотя мы обычно думаем о F=ma как об эмпирическом утверждении, существует реальный риск того, что оно окажется просто определением или в значительной степени условным по своему характеру.
Если мы думаем о силе просто как о «том, что порождает ускорение» , то сила F фактически определяется уравнением F=ma.
У нас есть частица, испытывающая некоторое заданное ускорение a, , затем F=ma просто определяет, что такое F . Закон вовсе не является эмпирически проверяемым утверждением, поскольку определяемая таким образом сила не может не удовлетворять F=ma.
Проблема усугубится, если мы определим (инерционную) массу m обычным образом как отношение |F|/|a|.
Сейчас мы используем одно уравнение F=ma для определения двух величин F и m. Заданное ускорение и в лучшем случае определяет отношение F/м , но не определяет уникальные значения для F и м по отдельности.
Говоря более формально, проблема возникает из-за того, что мы ввели силу F и массу m как Т-теоретические термины, которые не даются другими теориями.
Этот факт также обеспечивает выход из проблемы.
К простой динамике можно добавить дополнительные законы. Например, мы могли бы потребовать, чтобы все силы были гравитационными и чтобы результирующая сила, действующая на массу m, определялась суммой F=Σi F i
всех гравитационных сил Fi, действующих на массу из-за других масс Вселенной, в соответствии с ньютоновским законом обратных квадратов всемирного тяготения. (Закон утверждает, что сила Fi, обусловленная притяжением массы i гравитационной массой mgi, равна Gmgmgi ri / ri3,
, где mg — гравитационная масса исходного тела, ri — вектор положения массы i, исходящей из исходного тела, а G — универсальная гравитационная постоянная.)
Это дает нам независимое определение для F. Точно так же мы можем потребовать, чтобы инерционная масса m была равна гравитационной массе mg. Поскольку теперь у нас есть независимый доступ к каждому из терминов F, m и a, появляющихся в F=ma, то, будет ли иметь место закон, является случайным и больше не является вопросом определения.
Однако могут возникнуть дополнительные проблемы из-за другого Т-теоретического термина, который неявно вызывается, когда утверждается F=ma. Неявно предполагается, что ускорения a измеряются относительно инерциальной системы. Если ускорение измеряется по отношению к другой системе отсчета, получается другой результат.
Например, если оно измеряется относительно системы, движущейся с равномерным ускорением A, то измеренное ускорение будет равно a′ = (a − A). Тело, на которое не действуют гравитационные силы в инерциальной системе отсчета, будет подчиняться 0=ma, так что a=0. То же самое тело в ускоренной системе отсчета будет иметь ускорение a′ = −A и управляться −mA = ma′. Проблема в том, что член −mA ведет себя точно так же, как гравитационная сила; его величина прямо пропорциональна массе m тела.
Таким образом, случай тела без гравитации в равномерно ускоренной системе отсчета неотличим от тела в свободном падении в однородном гравитационном поле.
Теоретическая под определение угрожает еще раз. Имея только движения, как мы можем узнать, какой случай нам представлен? , инерциальные системы и ускоренные системы и как они фигурируют в соответствующих законах теории Т. Подобные проблемы возникают при формулировании почти всех фундаментальных физических теорий.
Другим аспектом является роль редукции в глобальной картине развития физики. Большинство физиков, но не все, склонны рассматривать свою науку как предприятие, непрерывно накапливающее знания.
Например, они не сказали бы, что классическая механика была опровергнута релятивистской механикой, но что релятивистская механика частично прояснила, где можно безопасно применять классическую механику, а где нет.
Этот взгляд на развитие физики оспаривался некоторыми философами и историками науки, особенно в трудах Т. Куна и П. Фейерабенда.
Эти ученые подчеркивают концептуальный разрыв или «несоизмеримость » между редуцированной теорией T и редуцирующей теорией T′ .
Структуралистские объяснения редукции теперь открывают возможность обсуждать эти вопросы на менее неформальном уровне.
исх.- https://plato.stanford.edu/entries/physics-structuralism/#ComTra
9 жизненно важных химических законов и формул, которые вы должны знать!
Шерук Бадр Шехата 26 июня 2022 г. Химия Комментариев нет на 9 основных химических законов и формул, которые вы должны знать! 983 Просмотров
Химия — это отрасль науки, в которой анализируются, проверяются и изучаются взаимодействия и реакции между различными атомами, электронами, элементами, молекулами и многими другими частицами.
Как жизненно важная отрасль науки, химия существует вокруг нас ежедневно, тогда как химические взаимодействия и реакции не происходят случайно; скорее, все они регулируются многими химическими законами, которые нашим ученым удалось выяснить много лет назад для нашей человеческой цивилизации.
И независимо от того, изучаете ли вы естественные науки или нет, необходимо, по крайней мере, знать важнейшие законы химии, регулирующие эту науку, их природу и, возможно, изучать их.
В этой статье мы расскажем о 9 наиболее важных химических законах и о том, как они работают… Начнем!
Начать работу Praxilabs БЕСПЛАТНО
Содержание
Законы химииЗаконов химии много, и они могут меняться и развиваться с каждым новым обнаружением и открытием. Эти законы работают рука об руку со всеми другими известными нам законами, управляющими другими явлениями и реакциями. Независимо от того, являются ли эти законы биологическими, математическими или физическими, все они по-прежнему рассматриваются как «законы природы».
В химии три закона рассматриваются как «фундаментальные химические законы», а именно:
- Закон сохранения массы
- Закон постоянных пропорций
- Закон кратных пропорций
Во время изучения химии вы, возможно, тесно работали с этими законами, не обязательно зная их истинную номенклатуру.
Здесь мы подробно обсудим каждый из них.
Закон сохранения массы восходит к открытию Антуана-Лорана де Лавуазье в 1789 году., утверждая, что:
«масса не создается и не разрушается в химических реакциях».
Другими словами, и для закрытой системы общая масса как реагентов, так и продуктов химической реакции будет оставаться неизменной на протяжении всей этой реакции и в любой момент времени в ходе этой реакции.
Это открытие было подтверждено расчетами и экспериментами, принимая во внимание, что почти все природные элементы очень стабильны, учитывая условия поверхности нашей Земли. Этим был заложен фундамент современной химии.
Иллюстрация горения метана как пример закона сохранения массы (Источник: Википедия) Также известный как «закон определенных пропорций » или «закон Пруста», он был впервые сформулирован французами химик Луи Пруст в 1779 году на основе его работы о сульфидах, оксидах металлов и сульфатах.
Тем не менее, первые наблюдения, относящиеся к этому закону, были сделаны химиками Антуаном Лавуазье и Джозефом Пристли.
Закон гласит:
«Отдельные элементы, составляющие определенное химическое соединение, присутствуют в фиксированном соотношении (в пересчете на их массу), независимо от их источника».
Для лучшего понимания, молекула чистой воды всегда будет состоять из двух атомов водорода и одного атома кислорода, образуя хорошо известное соотношение 2:1. Грамм чистой воды — если вы любите цифры — примерно включает 0,11 грамма водорода и 0,88 грамма кислорода.
Другим примером известного химического соединения, подчиняющегося этому закону, является метан. Требуется четыре атома водорода и один атом углерода, чтобы успешно получить одну молекулу метана.
Исключением из этого закона являются нестехиометрические соединения, в которых соотношение элементов варьируется от одного образца к другому.
Также известно, что образцы элементов, различающихся по своему изотопному составу, и природные полимеры не подчиняются этому закону.
В молекуле диоксида азота (NO 2 ) соотношение числа атомов азота и кислорода 1:2, и массовое соотношение 14:32 (или 7:16). Следовательно, не подчиняется закону постоянных пропорций.
Поначалу этот закон не был встречен научным сообществом с распростертыми объятиями, скорее, с большим сопротивлением. Только в атомной теории Дальтона этому закону отдавалось предпочтение. Связь между теорией и законом была установлена в 1811 г. шведским химиком Якобом Берцелиусом, только тогда она была принята.
В результате идеи объединения элементов в соединения, представленной в виде «Закона Дальтона», был предложен в 1804 году английским метеорологом Джоном Дальтоном. Закон гласит:
«Когда элементы объединяются и образуют соединения, пропорции этих первичных элементов могут быть выражены в соотношении небольших целых чисел».
Примером может служить реакция углерода и кислорода, которая может привести к образованию как монооксида углерода (CO), так и диоксида углерода (CO 2 ). В CO отношение количества кислорода к количеству углерода составляет 1:1, тогда как в CO 2 отношение составляет 1:2, и оба являются отношениями простых целых чисел.
Этот закон является краеугольным камнем признанной современной атомной теории и идет рука об руку с законами сохранения массы и законом определенных пропорций. Все вместе эти законы подкрепляют предположение и концепцию Дальтона, согласно которым материя состоит из различных неделимых комбинаций некоторых строительных блоков материи, т. е. атомов.
Наше нынешнее понимание атомного состава и структуры было основано на этих законах и теориях, не говоря уже о других жизненно важных концепциях, таких как молекулярные или химические формулы.
Химические формулы Химическая грамотность человека инкубируется благодаря его/ее способности формировать и включать простой общий язык, который легко выражает и представляет соединение, молекулу или даже отдельный элемент.
Все они соприкасаются вместе, чтобы выразить серию реакций и взаимодействий через некоторые буквы и цифры.
Этот общий язык называется химической формулой. И определяется следующим образом:
«Выражение химических символов и числовых индексов, представляющее состав одной единицы соединения».
Будьте внимательны и не путайте определение и использование «химической формулы» с определением и использованием «структурной формулы», где последняя представляет собой двухмерное графическое представление, показывающее пространственные отношения атомов, образующих молекулу или соединение.
Химические формулы полностью зависят от количества последовательных атомов в соединении и их соотношений, показанных цифрами. Эти формулы могут быть простыми, т. е. Н (относится к водороду), или сложными, как в случае с СН 3 СН 2 ОН (относится к этанолу).
Вам очень необходимо, если вы умный студент или ученый, всем сердцем знать и запоминать как можно больше химических формул.
Забронируйте БЕСПЛАТНУЮ демо-версию сейчас
Законы органической химии
Существует специальная отрасль химии, которая посвящена изучению и пониманию, но не запоминанию, органических соединений и всех взаимодействий и отношений между ними.
Органическая химия требует увлеченных студентов, которые действительно любят химию, чтобы понять и сохранить все ее законы и номенклатуру соединений. Эта захватывающая ветвь управляется многими из «обычных» законов химии, а также другими исключительными законами, которые приспособлены для соблюдения ее эксцентричности.
Помимо изучения основ, органическая химия может хорошо вписаться в свои «золотых правил». Компост, органическое топливо, спирт, мочевина и ацетон — это формы органических соединений, существующих в нашей повседневной жизни.
5 Законов химии, меняющих жизнь Поскольку наука представляет собой революционный инструмент, изобретенный человеком, она постоянно развивается, и ее замечательные шаги были достигнуты и до сих пор достигаются путем соединения точек всех законов и фрагментов информация все вместе, и бинго! Формулируется, открывается или изобретается новый закон, наблюдение или устройство.
В этом разделе будут объяснены и обсуждены химические законы изменения жизни, связанные с газами 5 . Эти законы в основном касаются температуры, давления, объема и многих других характеристик, определяющих поведение атомов, элементов и соединений в различных условиях. Законы:
- Закон Авогадро
Если бы вы изучали химию только в качестве вводного курса, вы, вероятно, имели бы дело с законом Авогадро. Этот знаменитый закон гласит, что:
«Равные объемы всех газов при одинаковой температуре и давлении содержат одинаковое количество молекул».
Этот эмпирический закон, выдвинутый в 1811 году, был назван в честь Амедео Авогадро, профессора высшей физики Туринского университета. Тем не менее, его закон не был принят в научном сообществе до 1958 года, когда логическая химическая система, построенная итальянским химиком Станислао Канниццаро, была полностью основана на нем.
Ученый Амедео Авогадро, сформулировавший знаменитый закон Авогадро (Источник: Britannica) Амедео предположил, что идеальных газов при одном и том же объеме и при одинаковых условиях температуры и давления содержат равное количество молекул! Это определенное количество молекул научно обозначается как число Авогадро, и равно 6,02214076 x 10 23 молекул.
Его математическое представление определяется как
V α n, или
V/n = κ
, где
V: объем газа
n: количество вещества в газе (измеряется в молях)
k: константа для данной температуры и давления
При двух наборах условий отношение между одними и теми же соединениями и веществами выражается как
V 1 /n 1 =V 2 /n 2 .
Это уравнение определяет отношение между количеством молей газа и его объемом, где оно образует отношение прямой пропорциональности.
- Закон Бойля
«При постоянной температуре давление, создаваемое данным количеством газа, изменяется обратно пропорционально занимаемому им объему».
Закон Бойля — еще одно эмпирическое соотношение, которое описывает и обсуждает сжатие и расширение газов. Этот закон был сформулирован в 1662 году физиком Робертом Бойлем, где его математическое уравнение имеет вид
p α 1/V, или
pV = K
, где
P: давление, создаваемое газом
V: объем, занимаемый газом
K: константа пропорциональности
Если газ помещается в сосуд и над ним или им совершается работа , для определения значения давления можно использовать следующее соотношение:
p 1 V 1 = p 2 V 2 .
Закон функционально используется во многих приложениях, и некоторые из них упомянуты в этой интересной статье: 3 наиболее важных применения закона Бойля».
- Закон Чарльза
В своей неопубликованной работе 1780-х годов ученый Жак Шарль сформулировал этот закон, также известный как «закон объемов».
Закон гласит:
«Объем, занимаемый фиксированным количеством газа, прямо пропорционален его абсолютной температуре, если давление остается постоянным».
Откровенно говоря, этот закон описывает, как газы расширяются при нагревании.
Математическое уравнение задается как
V α T или
VT = K.
Если сравнение получено, мы можем использовать следующую формулу:
V 1 /T 1 = V 2 / Т 2 .
Из этих уравнений мы заключаем, что существует обратная зависимость между температурой и объемом.
Иллюстрация, объясняющая закон Чарльза (Источник: Let’s Talk Science)- Закон Гей-Люссака
Этот закон, сформулированный в 1808 году французским химиком Жозефом Гей-Люссаком, является еще одним важным краеугольным камнем газового законодательства.
В нем говорится, что:
«И давление, и температура идеального газа прямо пропорциональны при условии постоянных массы и объема».
Математическое выражение закона может быть записано как
P α T или
P/T = K.
Обратите внимание, что T представляет собой абсолютную температуру газа, а не любую случайную температуру.
Эффект Гей-Люссака ощутим в нашей повседневной жизни. Примеры могут варьироваться от наблюдения за давлением в шинах вашего автомобиля зимой, когда оно падает, до наблюдения за вашими баллонами с пропаном дома. Шины и баллоны с пропаном показывают более высокое или более низкое давление в зависимости от окружающей их температуры.
- Закон идеального газа
Оно также известно как «общее газовое уравнение». И хотя этот закон имеет некоторые ограничения, он является хорошей аппроксимацией поведения газов во многих различных условиях.
Закон был сформулирован в 1834 году Бенуа Полем Эмилем Клапейрон и представляет собой комбинацию всех ранее упомянутых законов, то есть законов Авогадро, Бойля, Шарля и Гей-Люссака.
Закон гласит:
«Для заданной массы и постоянного объема идеального газа давление, оказываемое на стенки его сосуда, прямо пропорционально его абсолютной температуре»,
, где это математически выражается как
пВ = нРТ,
где
n: число молей газа
R: постоянная идеального газа.
Перед началом расчетов убедитесь, что используемая температура (T) указана в Кельвинах. И что R=8,3145 Дж.К -1 .моль -1 , или м 3 ⋅Па⋅К -1 ⋅моль -1 .
В общем и целом, простота в этом отношении побуждает нас рассматривать газы как идеальные, если нет веской причины поступать иначе.
Химия, особенно органическая химия, является постоянно развивающейся наукой, и она лежит в основе многих ключевых законов и правил, управляющих всем в нашей жизни. Другие химические законы, такие как закон Фарадея, закон Грэма и закон Генри, являются ключевыми и идеально вписываются в свои места.