Was ist das Avogadro-Gesetz?
Der italienische Wissenschaftler Avogadro vermutete, dass bei "idealen Gasen" bei gleichem Druck (P), Volumen (V) und gleicher Temperatur (T) von zwei Proben die Anzahl der Gaspartikel in jeder Probe gleich ist das Gleiche. Dies gilt unabhängig davon, ob das Gas aus Atomen oder aus Molekülen besteht. Die Beziehung gilt auch dann, wenn die verglichenen Proben aus verschiedenen Gasen bestehen. Allein das Gesetz von Avogadro ist von begrenztem Wert, aber wenn es mit dem Gesetz von Boyle, dem Gesetz von Charles und dem Gesetz von Gay-Lussac gekoppelt wird, wird die wichtige ideale Gasgleichung abgeleitet.
Für zwei verschiedene Gase existieren die folgenden mathematischen Beziehungen: P 1 V 1 / T 1 = k 1 und P 2 V 2 / T 2 = k 2 . Die Avogadro-Hypothese, besser bekannt als das Avogadro-Gesetz, besagt, dass die Anzahl der Partikel in beiden Fällen identisch ist, wenn die linken Seiten der obigen Ausdrücke gleich sind. Die Anzahl der Partikel entspricht dem k-fachen eines anderen Wertes, der vom spezifischen Gas abhängt. Dieser andere Wert beinhaltet die Masse der Partikel; das heißt, es hängt mit ihrem Molekulargewicht zusammen. Das Avogadro-Gesetz ermöglicht es, diese Eigenschaften in eine kompakte mathematische Form zu bringen.
Die Manipulation des Obigen führt zu einer idealen Gasgleichung mit der Form PV = nRT. Hier ist "R" als die ideale Gaskonstante definiert, während "n" die Anzahl der Mole oder Vielfache des Molekulargewichts (MW) des Gases in Gramm darstellt. Beispielsweise betragen 1,0 Gramm Wasserstoffgas - Formel H 2 , MW = 2,0 - 0,5 Mol. Wenn der Wert von P in Atmosphären mit V in Litern und T in Grad Kelvin angegeben wird, wird R in Liter-Atmosphären pro Mol-Grad Kelvin ausgedrückt. Obwohl der Ausdruck PV = nRT für viele Anwendungen nützlich ist, ist die Abweichung in einigen Fällen beträchtlich.
Die Schwierigkeit liegt in der Definition der Idealität; es erlegt Beschränkungen auf, die in der realen Welt nicht existieren können. Gaspartikel dürfen keine anziehenden oder abstoßenden Polaritäten aufweisen - dies ist eine andere Art zu sagen, dass Kollisionen zwischen Partikeln elastisch sein müssen. Eine andere unrealistische Annahme ist, dass Partikel Punkte und ihre Volumina Null sein müssen. Viele dieser Abweichungen von der Idealität können durch die Einbeziehung mathematischer Begriffe ausgeglichen werden, die eine physikalische Interpretation tragen. Andere Abweichungen erfordern viriale Begriffe, die leider keiner physikalischen Eigenschaft genügen; Dies setzt das Gesetz von Avogadro nicht in Verruf.
Eine einfache Aktualisierung des idealen Gasgesetzes fügt zwei Parameter hinzu, "a" und "b". Es liest (P + (n 2 a / V 2 )) (V-nb) = nRT. Obwohl "a" experimentell bestimmt werden muss, bezieht es sich auf die physikalische Eigenschaft der Partikelwechselwirkung. Die Konstante "b" bezieht sich auch auf eine physikalische Eigenschaft und berücksichtigt das ausgeschlossene Volumen.
Während physikalisch interpretierbare Modifikationen ansprechend sind, bietet die Verwendung von Begriffen zur Virusexpansion einzigartige Vorteile. Eine davon ist, dass sie verwendet werden können, um der Realität genau zu entsprechen, was in einigen Fällen eine Erklärung des Verhaltens von Flüssigkeiten ermöglicht. Das Gesetz von Avogadro, das ursprünglich nur für die Gasphase galt, ermöglichte somit ein besseres Verständnis mindestens eines Zustands kondensierter Materie.