იდეალური გაზი: კონცეფცია, მახასიათებლები და სავარჯიშოები

გაზიიდეალური არის ის, სადაც შეჯახებები ნაწილაკებს შორის იდეალურად ელასტიურია. მის ნაწილაკებს შორის არ არსებობს რაიმე სახის ურთიერთქმედება ძალებს მიმზიდველი ან მოგერიება, უფრო მეტიც, ეს ნაწილაკები არ იკავებენ ადგილს.

თანახმად გაზების კინეტიკური თეორია, იდეალური აირის თერმოდინამიკური მდგომარეობა მთლიანად აღწერილია ცვლადების მიერ ზეწოლა, მოცულობა და ტემპერატურა.

შეხედეასევე: კალორიმეტრია: გონების რუქა, ფორმულები და ამოხსნილი სავარჯიშოები

გაზის იდეალური კონცეფცია

იდეალური გაზები შედგება მხოლოდ ნაწილაკებიწელსზომებიპუნქტუალური (უმნიშვნელო ზომის), რომლებიც მოძრაობაქაოტური ჩართულია მაღალისიჩქარე ამ ტიპის გაზში, ნაწილაკების ტემპერატურისა და თარგმნის სიჩქარე პროპორციულია.

მას შემდეგ, რაც იდეალური გაზის ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედება არ არის, შინაგანი ენერგია ამ გაზის ყოველთვის ტოლია ჯამის კინეტიკური ენერგია ყველა ნაწილაკი, რომელიც მას ქმნის.

იდეალურ გაზს ქმნის წერტილოვანი ნაწილაკები, რომლებიც ელასტიურად ეჯახებიან ერთმანეთს.

რაც არ უნდა იყოს იდეალური გაზები, მათ ყოველთვის ექნებათ იგივე ნომერიწელსნაწილაკები

იგივე ტომისთვის. მათი მასა, თავის მხრივ, პირდაპირ თქვენზე იქნება დამოკიდებული მოლური მასა (იზომება გ / მოლში), გარდა ამისა, იდეალური გაზის 1 მოლი (დაახლოებით 6.0.10²³ ნაწილაკები) ყოველთვის დაიკავებს ა მოცულობა ტოლია 22,4 ლ.

შენ გაზებირეალური, სადაც არის შემთხვევა შეჯახებებიარაელასტიური ნაწილაკებს შორის, ძალიან ახლოს მოდის იდეალური გაზების ქცევასთან დაბალი წნევის და მაღალი ტემპერატურის რეჟიმები. დაემთხვა, დედამიწაზე წნევისა და ტემპერატურის ნორმალურ პირობებში (25 ° C და 1 ატმოსფერო), უმეტესობა გაზები იქცევიან იდეალურ გაზებად, და ეს ხელს უწყობს თერმოდინამიკური ქცევის პროგნოზების გაანგარიშებას მათი

ზოგიერთი გაზები, მაგ წყლის ორთქლი, რომელიც განზავებულია ატმოსფერული გაზი, არ შეიძლება ჩაითვალოს იდეალურ გაზებად, მაგრამ დიახ გაზებინამდვილი ამ გაზებს აქვთ მნიშვნელოვანი ურთიერთქმედება მათ ნაწილაკებს შორის, რომელსაც შეუძლია შედედებული, იწვევს მათ თხევადი, თუ არსებობს ტემპერატურის ვარდნა.

იდეალური გაზების მახასიათებლები

შეამოწმეთ ის აბსტრაქტულიიდეალური გაზების ზოგიერთი მახასიათებელი:

• მათში მხოლოდ სრულყოფილად ელასტიური შეჯახება ხდება ნაწილაკებს შორის;
• მათში არ არსებობს ურთიერთქმედება ნაწილაკებს შორის;
• მათში ნაწილაკებს აქვთ უმნიშვნელო ზომები;
• 1 მოლი იდეალური გაზი იკავებს 22,4 ლ მოცულობას, იმისდა მიუხედავად რა არის ეს გაზი;
• რეალური გაზები იქცევიან იდეალურ გაზებად, როგორც დაბალი წნევის და მაღალი ტემპერატურის რეჟიმებში;
• გაზების უმეტესობა იდეალური აირების ანალოგიურად იქცევა.

გაზის იდეალური კანონი

მეცნიერთა მიერ შემუშავებული გაზების შესწავლა ჩარლზბოილი,იოსებილუიგეი-ლუსაკი და რობერტბოილი გამოიწვია გაჩენა სამი ემპირიული კანონიგამოიყენება იდეალური გაზების ქცევის ასახსნელად რეჟიმებში ტემპერატურა, ზეწოლა და მოცულობამუდმივები, შესაბამისად.

ეს კანონები ერთად ქმნიდნენ აუცილებელ საფუძველს გაზის იდეალური კანონი, რომელიც ეხება გაზის საწყისი თერმოდინამიკური მდგომარეობა, განსაზღვრული P რაოდენობებით₁თ₁ და ვ₁, შენი საბოლოო თერმოდინამიკური მდგომარეობა (გვ₂, ვ₂ და თ₂), მას შემდეგ, რაც რამდენიმე განიცადა გაზის ტრანსფორმაცია.

შეამოწმეთ ფორმულა გაზის ზოგადი კანონის შესახებ:

გაზის ზოგადი კანონი აცხადებს, რომ პროდუქტი აძლევს ზეწოლა ბეწვი მოცულობასაქართველოსგაზი, დაყოფილი თერმოდინამიკური ტემპერატურის მიხედვით, კელვინში, ტოლია მუდმივის. ეს მუდმივი, თავის მხრივ, აღწერილია კლაპეირონის განტოლება, უყურებს:

არა - მოლების რაოდენობა (მოლი)

რ - სრულყოფილი აირების უნივერსალური მუდმივა (0,082 ატ. ლ / მოლ.) K ან 8,31 J / მოლ. კ)

ფორმულაში, პ არის გაზზე ზეწოლა, ვ არის ამ გაზით დაკავებული მოცულობა და თ არის ტემპერატურა, იზომება კელვინში. სიდიადე არა ეხება მოლების რაოდენობას, ხოლო რ არის იდეალური აირების უნივერსალური მუდმივა, რომელიც ხშირად იზომება ატმოსფეროში / ლ / მოლზე. K ან J / mol- ში. K, ეს უკანასკნელი მიღებულია SI.

შეხედეასევე:რა არის მზის ქარი და როგორ მოქმედებს იგი დედამიწის ატმოსფეროზე?

იდეალური გაზის შიდა ენერგია

ენერგიაშინაგანი იდეალური გაზების გამოთვლა შესაძლებელია პროდუქტის გამოყენებით მუდმივიწელსბოლცმანი და თერმოდინამიკური ტემპერატურა, გაითვალისწინეთ:

კ_ბ - ბოლცმანის მუდმივა (კ_ბ = 1,38.10-²³ J / K)

წინა ურთიერთობიდან, რომელიც საშუალებას გვაძლევს გამოვთვალოთ საშუალო კინეტიკური ენერგია იდეალური გაზის ნაწილაკებიდან ვხატავთ შემდეგ ფორმულას, რომლის საშუალებითაც შეიძლება გამოვთვალოთ რა მოლეკულების საშუალო კვადრატული სიჩქარე იდეალური გაზის მოცემული ტემპერატურისთვის T, გაითვალისწინეთ:

მ - მოლური მასა (გ / მოლი)

ეს ფორმულა საშუალებას გაძლევთ დაინახოთ, რომ ა დამატებასაათზეტემპერატურა იდეალური გაზის იწვევს ნაწილაკების საშუალო კვადრატული სიჩქარის ზრდას.

შეიტყვეთ მეტი:გაირკვეს, თუ რისგან მზადდება სინათლე და რა არის მისი მახასიათებლები

გადაჭრილი ვარჯიშები იდეალურ გაზებზე

Კითხვა 1) იდეალური გაზის ორი მოლი და 1 ატმოსფეროს ზეწოლის დროს გვხვდება 227 ° C ტემპერატურაზე. ლიტრებში გამოთვალეთ ამ გაზით დაკავებული მოცულობა.

მონაცემები: R = 0,082 ატ. ლ / მოლი. კ

ა) 75 ლ

ბ) 82 ლ

გ) 15 ლ

დ) 27 ლ

ე) 25 ლ

შაბლონი: ასო ბ

რეზოლუცია:

ამ გაზის მოცულობის გამოსათვლელად გამოვიყენებთ კლაპეირონის განტოლებას, ამასთან, სანამ გამოთვლებს გავაკეთებთ, საჭიროა 227 ° C ტემპერატურის კელვინში გადაკეთება. ამისათვის ამ ტემპერატურას დავამატებთ 273 ფაქტორს, რის შედეგადაც ხდება 500 K ტემპერატურა.

რეზოლუციის თანახმად, გაზის მიერ დაკავებული მოცულობა 82 ლიტრია.

კითხვა 2) იდეალური გაზი იკავებს 20 ლ მოცულობას, როდესაც ის განიცდის 3 ატმოსფეროს წნევას, ისე, რომ მისი ტემპერატურა მუდმივი რჩება, ხოლო მოცულობა სამჯერ იზრდება. გამოთვალეთ ამ გაზის საბოლოო წნევა მას შემდეგ რაც მან გადაიტანა ეს ტრანსფორმაცია.

ა) 1 ატმოსფერო

ბ) 3 ატმოსფერო

გ) 5 ატმოსფერო

დ) 8 ატმოსფერო

ე) 9 ატმოსფერო

შაბლონი: Ასო ა

რეზოლუცია:

ამ სავარჯიშოს გადასაჭრელად, ჩვენ გამოვიყენებთ გაზების ზოგად კანონს, გაითვალისწინეთ:

გაანგარიშების მიზნით, საჭიროა გაზზე 60 ლ მოცულობის დანიშვნა, რადგან ტრანსფორმაციის დროს მისი მოცულობა გასამმაგდა.

რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი