Plynideál je ten, kde kolize mezi částicemi jsou dokonale elastické. Mezi jeho částicemi neexistuje žádný druh interakce síly atraktivní nebo odpudivé, navíc tyto částice nezabírají místo.
Podle kinetická teorie plynů, termodynamický stav ideálního plynu je zcela popsán proměnnými z tlak, objem a teplota.
Dívej setaky: Kalorimetrie: myšlenková mapa, vzorce a vyřešená cvičení
koncept ideálního plynu
Ideální plyny jsou složeny výhradně z částicevrozměrypřesný (zanedbatelné velikosti), které jsou v hnutíchaotický je zapnutý vysokýrychlost. U tohoto typu plynu jsou teplota a rychlost translace částic úměrné.
Protože mezi částicemi ideálního plynu nedochází k žádné interakci, vnitřní energie tohoto plynu se vždy rovná součtu Kinetická energie všech částic, které ji tvoří.
Ať už jsou ideální plyny jakékoli, budou mít vždy stejné číslovčástice pro stejný objem. Jejich hmotnost bude zase záviset přímo na vaší molární hmotnost (měřeno v g / mol), navíc,
1 mol ideálního plynu (přibližně 6.0.1023 částice) vždy obsadí a objem 22,4 l.Vy plynynemovitý, kde je výskyt kolizeneelastický mezi částicemi se velmi blíží chování ideálních plynů v režimy nízkého tlaku a vysoké teploty. Shodou okolností většina za normálních podmínek tlaku a teploty na Zemi (25 ° C a 1 atm) plyny se chovají jako ideální plyny, což usnadňuje výpočet předpovědí o termodynamickém chování jejich.
Některé plyny, jako vodní pára, který je zředěn v atmosférický plyn, nelze považovat za ideální plyny, ale ano plynynemovitý. Tyto plyny mají významné interakce mezi svými částicemi, které mohou kondenzovat, způsobující je zkapalnit, pokud existuje pokles teploty.
Charakteristika ideálních plynů
Podívejte se na abstraktní, některé charakteristiky ideálních plynů:
- V nich dochází pouze k dokonale elastickým srážkám mezi částicemi;
- V nich neexistují žádné interakce mezi částicemi;
- V nich mají částice zanedbatelné rozměry;
- 1 mol ideálního plynu zaujímá objem 22,4 l bez ohledu na to, o jaký plyn jde;
- Skutečné plyny se chovají jako ideální plyny v režimech nízkého tlaku a vysoké teploty;
- Většina plynů se chová podobně jako ideální plyny.
zákon o ideálním plynu
Studium plynů vyvinuté učenci CharlesiBoyle,JosephLouisgay-lussac a RobertBoyle vedlo ke vzniku tři empirické zákony, slouží k vysvětlení chování ideálních plynů v režimech teplota, tlak a objemkonstanty, resp.
Společně tyto zákony tvořily nezbytný základ pro vznik zákon o ideálním plynu, který se týká počáteční termodynamický stav plynu, definovaný veličinami P1, T1 a V1, S tvým konečný termodynamický stav (Str2, V2 a T2) poté, co některé utrpěl přeměna plynu.
Podívejte se na vzorec obecného zákona o plynu:
Obecný zákon o plynu stanoví, že: produkt dává tlak srst objemzplyn, děleno termodynamickou teplotou v kelvinech se rovná konstantě. Tuto konstantu zase popisuje clapeyronova rovnice, hodinky:
Ne - počet krtků (mol)
R - univerzální konstanta dokonalých plynů (0,082 atm.l / mol. K nebo 8,31 J / mol. K)
Ve vzorci P je tlak vyvíjený plynem, PROTI je objem obsazený tímto plynem a T je teplota měřená v kelvinech. velikost Ne označuje počet krtků, zatímco R je univerzální konstanta ideálních plynů, která se často měří v jednotkách atm.l / mol. K nebo v J / mol. K, přičemž druhý byl přijat SI.
Dívej setaky:Co je sluneční vítr a jak ovlivňuje zemskou atmosféru?
Vnitřní energie ideálního plynu
THE energievnitřní ideálních plynů lze vypočítat pomocí produktu mezi konstantnívBoltzmann a termodynamická teplota, poznámka:
K.B - Boltzmannova konstanta (K.B = 1,38.10-23 J / K)
Z předchozího vztahu, který nám umožňuje vypočítat průměrná kinetická energie z částic ideálního plynu nakreslíme následující vzorec, který lze použít k výpočtu toho, co střední čtvercová rychlost molekul ideálního plynu pro danou teplotu T, všimněte si:
M - molární hmotnost (g / mol)
Tento vzorec umožňuje zjistit, že a přidánínateplota ideálního plynu vede ke zvýšení střední čtvercové rychlosti částic.
Vědět více:Zjistěte, z čeho je světlo vyrobeno a jaké jsou jeho vlastnosti
Vyřešená cvičení na ideálních plynech
Otázka 1) Dva moly ideálního plynu a při tlaku 1 atm se nacházejí při teplotě 227 ° C. Vypočítejte v litrech objem obsazený tímto plynem.
Data: R = 0,082 atm.l / mol. K.
a) 75 l
b) 82 l
c) 15 l
d) 27 l
e) 25 l
Šablona: Písmeno B.
Řešení:
Pro výpočet objemu tohoto plynu použijeme Clapeyronovu rovnici, ale než provedeme výpočet, je nutné převést teplotu 227 ° C na kelvin. K této teplotě přidáme faktor 273, což vede k teplotě 500 K.
Podle rozlišení je objem obsazený plynem 82 litrů.
Otázka 2) Ideální plyn zaujímá objem 20 l, když je vystaven tlaku 3 atm, takže jeho teplota zůstává konstantní a jeho objem se ztrojnásobí. Vypočítejte konečný tlak tohoto plynu poté, co prošel touto transformací.
a) 1 atm
b) 3 atm
c) 5 atm
d) 8 atm
e) 9 atm
Šablona: Písmeno a
Řešení:
K vyřešení tohoto cvičení použijeme obecný zákon o plynech, nezapomeňte:
Pro výpočet bylo nutné plynu přiřadit objem 60 l, protože jeho objem se během transformace ztrojnásobil.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
