가스이상 어디에서 충돌 입자 사이의 완벽한 탄성. 그의 입자들 사이에는 어떤 종류의 상호 작용도 없습니다. 힘 더군다나 매력적이거나 반발적인이 입자들은 공간을 차지하지 않습니다.
에 따르면 기체의 운동 이론, 이상 기체의 열역학적 상태는 다음의 변수로 완전히 설명됩니다. 압력, 볼륨 및 온도.
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이상 기체 개념
이상 기체는 다음으로 만 구성됩니다. 입자에치수시간을 잘 지키는 (무시할 수있는 크기) 운동혼란 에 높은속도. 이러한 유형의 가스에서 입자의 온도와 이동 속도는 비례합니다.
이상 기체의 입자 사이에는 상호 작용이 없기 때문에 내부 에너지 이 가스의 합계는 항상 운동 에너지 그것을 구성하는 모든 입자의.
이상 기체가 무엇이든 항상 똑같습니다. 번호에입자 동일한 볼륨에 대해. 차례로 그들의 질량은 당신의 몰 질량 (g / mol로 측정), 또한 이상 기체 1 몰 (약 6.0.1023 입자)는 항상 22.4 l와 같은 부피.
당신 가스레알, 발생하는 곳 충돌비탄성 입자 사이에서 이상 기체의 거동에 매우 가깝습니다. 저압 및 고온 체제. 공교롭게도, 지구상의 압력과 온도 (25 ° C 및 1 atm)의 정상적인 조건에서 대부분의 기체는 이상 기체처럼 행동하며 열역학적 거동에 대한 예측 계산을 용이하게합니다. 그들의.
다음과 같은 일부 가스 수증기, 희석 된 대기 가스, 이상 기체로 간주 할 수 없지만 예 가스레알. 이 가스는 입자 사이에 중요한 상호 작용을합니다. 응축하다, 원인 녹이다, 하나 있다면 온도 강하.
이상 기체의 특성
그것을 확인하십시오 요약, 이상 기체의 몇 가지 특성 :
- 그들에서는 입자들 사이의 완전한 탄성 충돌 만이 발생합니다.
- 그들 안에는 입자들 사이에 상호 작용이 없습니다.
- 그 안에서 입자는 무시할 수있는 크기를 가지고 있습니다.
- 1 몰의 이상 기체는 기체가 무엇인지에 관계없이 22.4 리터의 부피를 차지합니다.
- 실제 기체는 저압 및 고온 환경에서 이상 기체처럼 행동합니다.
- 대부분의 기체는 이상 기체와 유사하게 작용합니다.
이상 기체 법칙
학자들이 개발 한 가스 연구 Charles보일,조셉Louis게이 루삭 과 로버트보일 의 출현으로 이어졌다 세 가지 경험적 법칙, 정권에서 이상 기체의 거동을 설명하는 데 사용 온도, 압력 과 음량상수, 각기.
이 법칙은 함께 등장하는 데 필요한 기초를 형성했습니다. 이상 기체 법칙, 관련 가스의 초기 열역학적 상태, 수량 P로 정의1, T1 그리고 V1, 귀하의 최종 열역학적 상태 (피2, V2 그리고 T2), 약간의 고통을 겪은 후 가스 변환.
확인 공식 일반 가스 법칙 :
일반 가스 법에 따르면 생성물 준다 압력 모피 음량의가스, 열역학적 온도로 나눈 값 (켈빈)은 상수와 같습니다. 이 상수는 다음으로 설명됩니다. clapeyron 방정식, 손목 시계:
아니 – 몰수 (mol)
아르 자형 – 완전 기체의 보편적 상수 (0.082 atm.l / mol. K 또는 8.31 J / mol. 케이)
공식에서 피 가스에 의해 가해지는 압력, V 이 가스가 차지하는 부피입니다. 티 켈빈으로 측정 한 온도입니다. 위대함 아니 두더지의 수를 나타내며 아르 자형 이상 기체의 보편적 인 상수로, 종종 atm.l / mol 단위로 측정됩니다. K 또는 J / mol. K, 후자는 시.
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이상 기체의 내부 에너지
그만큼 에너지내부의 이상 기체의 수는 사이의 제품을 사용하여 계산할 수 있습니다. 일정한에볼츠만 열역학적 온도, 참고 :
케이비 – 볼츠만 상수 (케이비 = 1,38.10-23 J / K)
이전 관계에서 계산할 수 있습니다. 평균 운동 에너지 이상 기체의 입자에서 다음 공식을 그려서 무엇을 계산하는 데 사용할 수 있습니까? 분자의 평균 제곱 속도 주어진 온도 T에 대해 이상 기체의
미디엄 – 몰 질량 (g / mol)
이 공식을 사용하면 부가...에서온도 이상 기체의 입자의 평균 제곱 속도가 증가합니다.
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이상 기체에 대한 해결 된 연습
질문 1) 227 ° C의 온도에서 2 몰의 이상 기체와 1 기압의 압력이 발견됩니다. 이 가스가 차지하는 부피를 리터 단위로 계산하십시오.
데이터: R = 0.082 atm.l / mol. 케이
a) 75 리터
b) 82 리터
c) 15 리터
d) 27 리터
e) 25 리터
주형: 문자 B
해결:
이 가스의 부피를 계산하려면 Clapeyron 방정식을 사용하지만 계산을 수행하기 전에 227 ° C의 온도를 켈빈으로 변환해야합니다. 이를 위해이 온도에 계수 273을 더하여 온도가 500K가됩니다.
해상도에 따르면 가스가 차지하는 부피는 82 리터입니다.
질문 2) 이상 기체는 3 기압의 압력을받을 때 20 리터의 부피를 차지하므로 온도는 일정하게 유지되고 부피는 3 배가됩니다. 이 변형을 거친 후이 가스의 최종 압력을 계산하십시오.
a) 1 기압
b) 3 기압
c) 5 기압
d) 8 기압
e) 9 기압
주형: 문자 A
해결:
이 연습 문제를 해결하기 위해 가스 일반 법칙을 사용합니다.
계산을 위해서는 가스의 부피가 변환 중에 세 배가 되었기 때문에 60 l의 부피를 가스에 할당해야했습니다.
작성자: Rafael Hellerbrock
물리학 교사