Kaasuihanteellinen on se, jossa törmäykset hiukkasten välillä ovat täysin joustavia. Hänen hiukkasten välillä ei ole minkäänlaista vuorovaikutusta, kuten voimat houkuttelevat tai vastenmieliset, lisäksi nämä hiukkaset eivät vie tilaa.
Mukaan kaasujen kineettinen teoria, ihanteellisen kaasun termodynaaminen tila kuvataan täysin muuttujilla paine, tilavuus ja lämpötila.
Katsomyös: Kalorimetria: ajatuskartta, kaavat ja ratkaistut harjoitukset
ihanteellinen kaasukonsepti
Ihanteelliset kaasut koostuvat yksinomaan hiukkasiasisäänmitattäsmällinen (merkityksetöntä kokoa), jotka ovat liikekaoottinen on päällä korkeanopeus. Tämän tyyppisessä kaasussa lämpötila ja hiukkasten translaation nopeus ovat verrannollisia.
Koska ihanteellisen kaasun hiukkasten välillä ei ole vuorovaikutusta, sisäinen energia Tämän kaasun määrä on aina yhtä suuri kuin kineettinen energia kaikista sen muodostavista hiukkasista.
Riippumatta ihanteellisista kaasuista, niillä on aina sama
määräsisäänhiukkasia samalle äänenvoimakkuudelle. Heidän massa puolestaan riippuu suoraan sinusta moolimassa (mitattuna g / mol), lisäksi 1 mooli ihanteellista kaasua (noin 6.0.1023 hiukkaset) vievät aina a tilavuus on 22,4 l.Sinä kaasujatodellinen, missä esiintyy törmäyksetjoustamaton hiukkasten välillä, tulevat hyvin lähelle ihanteellisten kaasujen käyttäytymistä matala paine ja korkea lämpötila. Sattumalta, normaalissa maapallon paine- ja lämpötiloissa (25 ° C ja 1 atm) suurin osa kaasut käyttäytyvät kuin ihanteelliset kaasut, ja tämä helpottaa termodynaamista käyttäytymistä koskevien ennusteiden laskemista heidän.
Jotkut kaasut, kuten vesihöyry, joka on laimennettu ilmakehän kaasu, ei voida pitää ihanteellisina kaasuina, mutta kyllä kaasujatodellinen. Näillä kaasuilla on merkittäviä vuorovaikutuksia hiukkasten välillä, mikä voi tiivistyäaiheuttaen heille nesteyttää, jos sellainen on lämpötilan lasku.
Ihanteellisten kaasujen ominaisuudet
Katso se osoitteesta abstrakti, joitain ihanteellisten kaasujen ominaisuuksia:
- Niissä tapahtuu vain täysin joustavia hiukkasten törmäyksiä;
- Niissä ei ole vuorovaikutusta hiukkasten välillä;
- Niissä hiukkasilla on merkityksetön mitat;
- 1 mooli ihanteellista kaasua on 22,4 litran tilavuus riippumatta siitä, mikä kaasu on;
- Todelliset kaasut käyttäytyvät kuin ihanteelliset kaasut alhaisessa paineessa ja korkeassa lämpötilassa;
- Suurin osa kaasuista käyttäytyy samalla tavalla kuin ihanteelliset kaasut.
ihanteellinen kaasulaki
Tutkijoiden kehittämä kaasujen tutkimus Charlespoika,JosephLouishomo-lussac ja Robertpoika johti kolme empiiristä lakia, käytetään selittämään ihanteellisten kaasujen käyttäytymistä lämpötila, paine ja äänenvoimakkuusvakiot, vastaavasti.
Nämä lait muodostivat yhdessä tarvittavan perustan ihanteellinen kaasulaki, joka liittyy kaasun alkutermodynaaminen tila, määritellään määrillä P1, T1 ja V1, Sinun kanssasi lopullinen termodynaaminen tila (P2, V2 ja T2) kärsittyään joitain kaasun muunnos.
Katso kaava yleisen kaasulain:
Yleisessä kaasulaissa todetaan, että tuote antaa paine turkki äänenvoimakkuus/kaasu, jaettuna termodynaamisella lämpötilalla kelvinissä, on yhtä suuri kuin vakio. Tätä vakiota puolestaan kuvaa clapeyronin yhtälö, katsella:
ei - moolien lukumäärä (mol)
R - täydellisten kaasujen yleisvakio (0,082 atm.l / mol. K tai 8,31 J / mol. K)
Kaavassa P on kaasun aiheuttama paine, V on tämän kaasun käyttämä tilavuus, ja T on lämpötila mitattuna kelvineinä. suuruus ei viittaa moolien määrään, kun taas R on ihanteellisten kaasujen universaalivakio, joka mitataan usein atm.l / mol-yksikköinä. K tai J / mol. K, jälkimmäisen hyväksyi SI.
Katsomyös:Mitä aurinkotuuli on ja miten se vaikuttaa maapallon ilmakehään?
Ihanteellisen kaasun sisäinen energia
THE energiaasisäinen ihanteellisten kaasujen pitoisuus voidaan laskea käyttämällä kaasun välistä tuotetta vakiosisäänBoltzmann ja termodynaaminen lämpötila, huomioi:
KB - Boltzmann-vakio (KB = 1,38.10-23 J / K)
Edellisestä suhteesta, jonka avulla voimme laskea keskimääräinen kineettinen energia ihanteellisen kaasun hiukkasista piirretään seuraava kaava, jonka avulla voidaan laskea mitä molekyylien keskimääräinen neliönopeus ihanteellisen kaasun määrätylle lämpötilalle T, huomioi:
M - moolimassa (g / mol)
Tämän kaavan avulla voit nähdä, että a lisäysklolämpötila ihanteellinen kaasu johtaa hiukkasten keskimääräisen neliönopeuden kasvuun.
Tietää enemmän:Selvitä, mistä valo on tehty ja mitkä ovat sen ominaisuudet
Ratkaistut harjoitukset ihanteellisille kaasuille
Kysymys 1) Kaksi moolia ihanteellista kaasua ja 1 atm: n paineessa löytyy 227 ° C: n lämpötilassa. Laske tämän kaasun käyttämä tilavuus litroina.
Tiedot: R = 0,082 atm.l / mol. K
a) 75 l
b) 82 l
c) 15 litraa
d) 27 l
e) 25 l
Sapluuna: Kirjain B
Resoluutio:
Tämän kaasun tilavuuden laskemiseksi käytämme Clapeyronin yhtälöä, mutta ennen laskutoimitusta on tarpeen muuttaa 227 ° C: n lämpötila kelviiniksi. Tätä varten lisätään kerroin 273 tähän lämpötilaan, jolloin lämpötila on 500 K.
Päätöslauselman mukaan kaasun käyttämä tilavuus on 82 litraa.
Kysymys 2) Ihanteellinen kaasu vie 20 l: n tilavuuden, kun siihen kohdistuu 3 atm: n paine, niin että sen lämpötila pysyy vakiona samalla kun sen tilavuus kolminkertaistuu. Laske tämän kaasun lopullinen paine sen jälkeen, kun se on käynyt läpi tämän muutoksen.
a) 1 atm
b) 3 atm
c) 5 atm
d) 8 atm
e) 9 atm
Sapluuna: Kirjain a
Resoluutio:
Tämän tehtävän ratkaisemiseksi käytämme yleistä kaasulakia, huomioi:
Laskennan tekemiseksi oli tarpeen osoittaa kaasulle 60 l: n tilavuus, koska sen tilavuus kolminkertaistui muunnoksen aikana.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
