K-Me Article


ของแข็ง ของเหลว แก๊ส (ตอนที่ 6 ) กฎของชาร์ล

กฎของชาร์ล (Charles , s law)

       ในปี ค.ศ. 1778  (พ.ศ.2321 หลังจากการค้นพบของบอยล์ 116 ปี)   จ๊าก–อาเล็กซองเดร์–เซซา ชาร์ล (Jacqes A.C. Charles) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับปริมาตรของแก๊ส ที่มีจำนวนโมลและความดันคงที่  พบว่าปริมาตรของแก๊สแปรผันตรง  ( varies directly ) กับอุณหภูมิเคลวิน  และอัตราส่วนระหว่าง  ปริมาตร :  อุณหภูมิ  เป็นค่าคงที่ ; (n , P คงที่ , V  แปรผันตรงกับ T เคลวิน )  ;

                           
           

       

ตัวอย่างผลการทดลอง

การทดลองครั้งที่

V (cm3)

T ( K )

V/T (cm3/K)

1

100

283

0.35

2

114

323

0.35

3

132

373

0.35

4

167

473

0.35

                เขียนแสดงในรูปของสัญลักษณ์
                -  ปริมาตรแปรผันตรงกับอุณหภูมิ  เขียนว่า  T

-  อัตราส่วนระหว่าง  ปริมาตร :  อุณหภูมิ  เป็นค่าคงที่  เขียนว่า 
                เมื่อมีการทดลองซ้ำหลาย ๆ ครั้ง  จำนวน  จึงมีหลายครั้งด้วย  เช่น 

 

 สมการเพื่อการคิดคำนวณด้วยกฎของชาร์ลคือ              

*  V1 กับ V2  ต้องเป็นหน่วยเดียวกัน  อาจเป็น dm3 , cm3  หรือหน่วยปริมาตรอื่น ๆ ก็ได้
* T1  กับ  T2  ต้องเป็นอุณหภูมิเคลวินเสมอ
                 (คลิ้ก ชมการอธิบายกฎของชาร์ล)       (คลิ้ก ชมการทดลองตามกฎของชาร์ล)

 

ตัวอย่าง  ใช้ Mg จำนวน 1.00 โมล  ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรด HCl ซึ่งมากเกินพอ  เกิดปฏิกิริยาดังสมการ  :  Mg(s)  +  2HCl(aq)  →  MgCl2(aq)  +  H2(g)   
-  ถ้าทดลองที่ภาวะ STP  จะได้ H2 กี่ dm3         
-  ถ้าทดลองที่อุณหภูมิ  27  oC  ความดัน  1.00  atm จะได้  H2  กี่  dm3

วิธีทำ  จากสมการ ; จำนวนโมลของ H2 ที่ได้     =    จำนวนโมลของ Mg  ที่ใช้
                                                           =  1.00  โมล
                -  ถ้าทดลองที่ภาวะ STP  จะได้ H2  1.00 x  22.4  =  22.4  dm3  ตอบ
                -  ถ้าทดลองที่อุณหภูมิ  27  oC  ความดัน  1.00  atm จะได้  H2  กี่  dm3  ต้องคิดด้วยกฎของชาร์ล

                                                                                          

 

**  คำถาม  แก๊ส  H2  จำนวน  22.4  dm3  กับแก๊ส  H2  จำนวน  24.62  dm3  ที่คำนวณได้  มีจำนวนโมลเท่ากันหรือไม่

 

 

แบบฝึกหัด 

1.  A balloon is filled to 5.60 liters in a store at 20oC and then is taken outside where the temperature
     is 38oC. What is the resulting volume (L) of the balloon? (ans.a) ; (ลูกโป่งขณะที่อยู่ในอาคารมีปริมาตร   
     5.60 ลิตร  อุณหภูมิ  20 oC เมื่อนำออกไปภายนอกอาคารซึ่งมีอุณหภูมิ  38 oC ปริมาตรของลูกโป่งจะเป็นกี่
     ลิตร)
     a)   5.94                       b)   6.28                          c)   5.80                            d)   6.18                           e)   5.25

 

 

2.   A sample of a gas at 300 K and 700 torr occupies 60.0 mL. What temperature (oC) is necessary to  
      increase the volume to 75.0 mL at the same pressure? (ans.a) ; (แก๊สชนิดหนึ่งมีปริมาตร  60.0  ml 
      ที่อุณหภูมิ  300 K  ความดัน  700  torr  ถ้าต้องการทำให้ปริมาตรเพิ่มขึ้นเป็น  75.0  ml  จะต้องใช้อุณหภูมิ
      กี่  oC)
      a)   102                            b)   121                 c)   129                 d)   56                              e)   85

 

 

3.  A sample of neon that occupies 125 cm3 at 737 mm Hg and 30oC is heated to 60oC at constant
    pressure. What is the new volume (cm3)? (ans.a) (แก๊สนีออนมีปริมาตร  125 cm3 ที่ความดัน 737 mm
     Hg อุณหภูมิ  30oC เพิ่มอุณหภูมิเป็น  60oC  จะมีปริมาตรกี่  cm3)
     a)   137                             b)   142                 c)   133                                 d)   131                                   e)   127

 

 

4.  A 0.432 liter sample of O2 is collected at 745 mm Hg and 24oC. What volume (L) will the gas
    occupy at 0oC at the same pressure? (ans.a) (แก๊ส O2 0.432 ลิตร  มีความดัน  745 mm Hgที่อุณหภูมิ
    24oC. ถ้าเปลี่ยนอุณหภูมิเป็น  0oC ความดันเท่าเดิม  ปริมาตรจะเป็นกี่ลิตร)
    a)   0.397                    b)   0.362                      c)   0.421                         d)   0.407                e)   0.385

 

 

5.   A balloon is filled with air and has a volume of 3.25 L at 30oC. The balloon is placed in a freezer at
     -10oC. What is the volume of the balloon at this temperature? (ans.a) (บัลลูนลูกหนึ่งบรรจุอากาศ  มี
      ปริมาตร3.25 Lที่  30oC  ถ้านำไปอยู่ที่อุณหภูมิ -10oC  ปริมาตรจะเป็นเท่าไร)
      a)   2.82                   b)   3.74                           c)   2.02                         d)   2.30                                 e)   2.56

 

 

6.  แก๊สที่มีจำนวนโมลและความดันคงที่  ณ อุณหภูมิ  27 oC  ถ้าเพิ่มอุณหภูมิเป็น  127 oC  ปริมาตรจะเพิ่มขึ้น
     กี่เท่า

                    1.  4.7                           2.  1.33                                   3.  0.75                                   4.  0.21

 

 

 

 

 

7.  แก๊ส X มีปริมาตร  11.2  dm3  ที่  STP  ถ้าต้องการทำให้แก๊ส X  มีปริมาตรเพิ่มขึ้นเป็น  5  เท่า  ของปริมาตร
     เดิม  จะต้องเพิ่มอุณหภูมิขึ้นกี่เคลวิน  โดยความดันและมวลคงที่

                     1.  1365                                      2.  1092                                 3.  842                          4.  530

 

 

 

 

 

8.   แก๊สซึ่งมีจำนวนโมลและความดันคงที่  มีปริมาตร  8.5  dm3  ที่อุณหภูมิ  29  oC  เมื่อเพิ่มอุณหภูมิเป็น  125 
     oC  จะมีปริมาตรกี่ dm3  และเมื่อต้องการให้มีปริมาตรเหลือ  5  dm3  จะต้องใช้อุณหภูมิกี่ oC

 

 

9.  A sample of 23.0 L of NH3 gas at 10.0 oC  is heated  at constant pressure until it fills a volume of
    50.0 L. What is a new temperature in oC? (แก๊สแอมโมเนีย 23.0 ลิตร อุณหภูมิ 10.0 oC   เพิ่มอุณหภูมิ
    โดยความดันคงที่  จนมีปริมาตร  50.0  ลิตร  อุณหภูมิเป็นกี่ oC)

 

10.  If a sample of 4.17 L of  C2H6  gas  at  725  oC  is  cool  to  175  oC  at  constant  pressure,  What 
       is  the  new  volume?  (แก๊ส C2H6 4.17 ลิตร  อุณหภูมิ  725  oC    ลดอุณหภูมิลงเหลือ 175  oC   โดย
       ความดันคงที่  ปริมาตรจะเป็นเท่าไร)

 

 

 

11.  A  fix  quantity  of  gas  at  a  constant  pressure  occupies  a  volume  of  8.50 L  at  a 
       temperature  of  29.0 oC.  Use  Charles’s  law  to  calculate  the  following:  (แก๊สซึ่งมีปริมาณคงที่ 
       มีปริมาตร  8.50 L  ที่อุณหภูมิ  29.0 oC  จงในกฎของชาร์ล  คำนวณหาค่าต่าง ๆ ในข้อต่อไปนี้)

                a.  the  volume  the  gas  will  occupy  if  the  temperature  increase  to  125  oC. (ถ้าเพิ่มอุณหภูมิ
            เป็น 125 oC ปริมาตรจะเป็นเท่าไร)

 

 

                b.  the  temperature  in  degree  Celsius  at  which  the  volume of the  gas will be 5.00  L. (ถ้าทำ
           ให้มีปริมาตร 5.00 ลิตร  อุณหภูมิจะเป็นกี่องศาเซลเซียส)

 

 

12.  Calculate  the  final  volume  of  each  of  these  gases.  The  pressure  remain  constant  at  1 
       atm. (จงคำนวณหาปริมาตรของแก๊สในแต่ละข้อ  โดยกำหนดให้ความดันเป็น 1 atm คงที่)

                a.  27.8  mL  of  HI  at  24.5  oC  is  heat  to  400  oC.  (แก๊ส  HI  27.8  mL  ที่อุณหภูมิ  24.5  oC  เพิ่ม
            อุณหภูมิเป็น  400  oC  ปริมาตรจะเป็นกี่  mL)

 

 

                b.  23.3  L  of  CH4  at  300  K  is  cooled  to  150 K.  (แก๊ส  CH4 23.3  L  อุณหภูมิ  300  K  เมื่อลด
           อุณหภูมิเหลือ  150  K  จะมีปริมาตรกี่ L)

 

 

                c.  0.0754 L  of  SO2  at  40  oC  is  heated  to  75  oC.  (แก๊ส  SO2  0.0754 L  ที่อุณหภูมิ  40  oC  เพิ่ม
        อุณหภูมิเป็น  75  oC ปริมาตรจะเป็นกี่  L)



รูปภาพที่เกี่ยวข้อง

Size : 48.16 KBs
Upload : 2014-02-13 20:49:01
ติชม

กำลังแสดงหน้า 1/0
<<
1
>>

ต้องการให้คะแนนบทความนี้่ ?

0
คะแนนโหวด
สร้างโดย :


K-Me
รายละเอียด Share
สถานะ : ผู้ใช้ทั่วไป
วิทยาศาสตร์


โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล
70 หมู่ 2 แขวงทวีวัฒนา เขตทวีวัฒนา กรุงเทพฯ 10170
โทรศัพท์ 0 2441 3593 E-Mail:satriwit3@gmail.com


Generated 1.139461 sec.