Kas ir Avogadro likums?

Itāļu zinātnieks Avogadro izvirzīja hipotēzi, ka “ideālo gāzu” gadījumā, ja divu paraugu spiediens (P), tilpums (V) un temperatūra (T) ir vienādi, tad arī gāzes daļiņu skaits katrā paraugā ir vienāds. tas pats. Tas ir taisnība neatkarīgi no tā, vai gāze sastāv no atomiem vai molekulām. Sakarība pastāv pat tad, ja salīdzinātie paraugi ir no dažādām gāzēm. Viens pats Avogadro likumam ir ierobežota vērtība, taču, ja to apvieno ar Boila likumu, Čārlza likumu un Geja-Lusaka likumu, tiek iegūts svarīgais ideālās gāzes vienādojums.

Divām dažādām gāzēm pastāv šādas matemātiskās attiecības: P1V1/T1=k1 un P2V2/T2=k2. Avogadro hipotēze, kas mūsdienās ir labāk pazīstama kā Avogadro likums, norāda, ka, ja iepriekšminēto izteiksmju kreisās puses ir vienādas, daļiņu skaits abos gadījumos ir identisks. Tātad daļiņu skaits ir vienāds ar k reiz kādu citu vērtību, kas ir atkarīga no konkrētās gāzes. Šī cita vērtība ietver daļiņu masu; tas ir, tas ir saistīts ar to molekulmasu. Avogadro likums ļauj šos raksturlielumus ievietot kompaktā matemātiskā formā.

Manipulācijas ar iepriekš minēto rada ideālu gāzes vienādojumu ar formu PV=nRT. Šeit “R” ir definēts kā ideālā gāzes konstante, savukārt “n” apzīmē molu skaitu vai gāzes molekulmasas (MW) daudzkārtņus gramos. Piemēram, 1.0 grams ūdeņraža gāzes — formula H2, MW=2.0 — sastāda 0.5 molus. Ja P vērtību uzrāda atmosfērās ar V litros un T Kelvina grādos, tad R izsaka litros-atmosfērās uz mola grādos Kelvina. Lai gan izteiksme PV=nRT ir noderīga daudziem lietojumiem, dažos gadījumos novirze ir ievērojama.

Grūtības slēpjas idealitātes definīcijā; tas uzliek ierobežojumus, kas nevar pastāvēt reālajā pasaulē. Gāzes daļiņām nedrīkst būt pievilcīgas vai atbaidošas polaritātes — tas ir vēl viens veids, kā teikt, ka daļiņu sadursmēm jābūt elastīgām. Vēl viens nereāls pieņēmums ir tāds, ka daļiņām jābūt punktiem un to tilpumiem nulle. Daudzas no šīm novirzēm no ideālitātes var kompensēt, iekļaujot matemātiskos terminus, kuriem ir fiziska interpretācija. Citām novirzēm ir nepieciešami viriāli termini, kas diemžēl neapmierinoši neatbilst nevienai fiziskai īpašībai; tas nerada Avogadro likumu nekādu neslavu.

Vienkāršs ideālās gāzes likuma jauninājums pievieno divus parametrus “a” un “b”. Tas skan (P+(n2a/V2))(V-nb)=nRT. Lai gan “a” ir jānosaka eksperimentāli, tas attiecas uz daļiņu mijiedarbības fizisko īpašību. Konstante “b” attiecas arī uz fizisko īpašību un ņem vērā izslēgto tilpumu.

Lai gan fiziski interpretējamas modifikācijas ir pievilcīgas, vīrusa paplašināšanas terminu izmantošanai ir unikālas priekšrocības. Viens no tiem ir tas, ka tos var izmantot, lai precīzi atbilstu realitātei, ļaujot dažos gadījumos izskaidrot šķidrumu uzvedību. Tādējādi Avogadro likums, kas sākotnēji tika piemērots tikai gāzes fāzei, ir ļāvis labāk izprast vismaz vienu kondensētu vielas stāvokli.