Calculateur de la loi des gaz combinés

Qu'est-ce que la loi des gaz combinés ?

La loi des gaz combinés est un principe fondamental en chimie qui décrit la relation entre la pression, le volume et la température d'une quantité fixe de gaz. Elle combine la loi de Boyle, la loi de Charles et la loi de Gay-Lussac en une seule équation, nous permettant de prédire comment ces variables changent lorsque deux ou plusieurs d'entre elles sont modifiées simultanément.

Comment calculer en utilisant la loi des gaz combinés

Pour utiliser la loi des gaz combinés dans les calculs, suivez ces étapes :

1. Identifiez les conditions initiales (pression, volume et température)
2. Déterminez les conditions finales (variables connues et inconnues)
3. Appliquez l'équation de la loi des gaz combinés
4. Résolvez pour la variable inconnue

Formule

La loi des gaz combinés s'exprime mathématiquement comme suit :

\[ \frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2} \]

Où :

• \(P_1\) est la pression initiale
• \(V_1\) est le volume initial
• \(T_1\) est la température initiale
• \(P_2\) est la pression finale
• \(V_2\) est le volume final
• \(T_2\) est la température finale

Étapes de calcul

Calculons le volume final lorsque la pression et la température changent, étant donné :

• Pression initiale (P₁) = 1,0 atm
• Volume initial (V₁) = 2,0 L
• Température initiale (T₁) = 300 K
• Pression finale (P₂) = 2,0 atm
• Température finale (T₂) = 400 K

1. Appliquez l'équation de la loi des gaz combinés : \[ \frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2} \]
2. Substituez les valeurs connues : \[ \frac{(1,0 \text{ atm})(2,0 \text{ L})}{300 \text{ K}} = \frac{(2,0 \text{ atm})V_2}{400 \text{ K}} \]
3. Résolvez pour V₂ : \[ V_2 = \frac{(1,0 \text{ atm})(2,0 \text{ L})(400 \text{ K})}{(2,0 \text{ atm})(300 \text{ K})} = 1,33 \text{ L} \]

Exemple et représentation visuelle

Visualisons la loi des gaz combinés avec notre exemple :

Cette représentation visuelle montre :

• L'état initial avec un volume plus grand, une pression plus basse et une température plus basse
• L'état final avec un volume plus petit, une pression plus élevée et une température plus élevée
• La relation entre la pression, le volume et la température telle que décrite par la loi des gaz combinés

Cet exemple démontre comment la loi des gaz combinés régit le comportement des gaz, montrant comment la pression, le volume et la température sont interdépendants. Lorsque la pression augmente et que la température s'élève, le volume diminue pour maintenir l'égalité de l'équation de la loi des gaz combinés.