Авогадро закон

Авога́дро зако́н — закон, відповідно до якого за однакових тисків Р і температур Т у газах, об’єми яких однакові, міститься однакова кількість молекул. Закон Авогадро, відкритий А. Авогадро в 1811, випливає з рівняння стану ідеальних газів. Згідно з кінетичною теорією газів його вигляд такий:


PV = NkT,

де N — кількість молекул в газі об’ємом V, k — Больцмана стала. З рівняння випливає, що для однакових об’ємів двох ідеальних газів за однакових тисків Р і температур ТN1 =N2 . Число молекул або інших структурних елементів у будь-якій речовині кількістю 1 моль називається Авогадро числом NA (див. Авогадро стала). Одна з найважливіших універсальних сталих, яку використовують для визначення багатьох величин (Больцмана сталої, заряду електрона тощо). NA вперше визначив (1909) Ж. Перрен під час спостережень за розподілом колоїдних частинок гумігуту в рідині за висотою, а також за їхніми середньоквадратичними зміщеннями внаслідок броунівського руху. Цей розподіл описується барометричною формулою n = n0exp(–NAmgh/RT), де R — газова стала, яку обчислюють за рівнянням газового стану, g — пришскорення земного тяжіння, n0 — число колоїдних частинок у одиниці об’єму на висоті h = 0. Визначивши число частинок n у одиниці об’єму на висоті h, вимірявши масу частинок і температуру, можна обчислити NA. Число Авогадро можна також обчислити за формулою Айнштайна — Смолуховського:


Формула Айнштайна - Смолуховського.jpg


де Х2.jpg — спостережуване середньоквадратичне зміщення частинок у випадку броунівського руху за час t, η — в’язкість рідини, у якій спостерігається броунівський рух, a — радіус частинки. Отримане Ж. Перреном для різних емульсій значення NA = 6,5 · 1023 – 7,2 · 1023 моль–1. Тепер є десятки методів визначення числа Авогадро. У 2015 в результаті усереднення різних вимірювань отримано рекомендоване значення числа Авогадро NA = 6,02214082(11)×1023 моль−1.

У листопаді 2018 на 26-й Генеральній конференції мір і ваг затверджено рішення, що набирає чинності 20.05.2019, про встановлення значення сталої Авогадро 6,02214076×1023 моль−1.

Література

  1. Матвеев А. Н. Молекулярная физика. Москва, 1981.
  2. Якібчук П. М. Молекулярна фізика. Вид. 2-ге, допов. Львів, 2015.

Автор ВУЕ