Dujosidealu yra ta, kurioje susidūrimai tarp dalelių yra visiškai elastingos. Tarp jo dalelių nėra jokios sąveikos, tokios kaip jėgos patrauklios ar atstumiančios, be to, šios dalelės neužima vietos.
Pagal kinetinė dujų teorija, idealių dujų termodinaminę būseną visiškai apibūdina kintamieji spaudimas, tūris ir temperatūra.
Pažiūrėktaip pat: Kalorimetrija: minčių žemėlapis, formulės ir išspręsti pratimai
ideali dujų koncepcija
Idealios dujos susideda tik iš dalelėsįmatmenyspunktualus (nereikšmingo dydžio), esančių judėjimaschaotiškas yra įjungtas aukštasgreitis. Tokio tipo dujose temperatūra ir dalelių virimo greitis yra proporcingi.
Kadangi tarp idealių dujų dalelių nėra sąveikos, vidinė energija šių dujų visada yra lygi sumai kinetinė energija visų ją sudarančių dalelių.
Kad ir kokios būtų idealios dujos, jos visada bus vienodos numerisįdalelės už tą patį tūrį. Jų masė savo ruožtu tiesiogiai priklausys nuo jūsų
molinė masė (matuojamas g / mol), be to, 1 molis idealių dujų (apie 6.0.1023 dalelės) visada užims a tūris lygus 22,4 l.Tu dujostikras, kur yra susidūrimaineelastinga tarp dalelių priartėja prie idealių dujų elgsenos žemo slėgio ir aukštos temperatūros režimai. Sutapimas, esant normalioms slėgio ir temperatūros sąlygoms Žemėje (25 ° C ir 1 atm), didžioji dalis dujos elgiasi kaip idealios dujos, ir tai palengvina termodinaminio elgesio prognozių apskaičiavimą jų.
Kai kurios dujos, tokios kaip vandens garai, kuris skiedžiamas atmosferos dujos, negalima laikyti idealiomis dujomis, bet taip dujostikras. Šios dujos turi didelę sąveiką tarp jų dalelių, kurios gali kondensuotis, sukeldamas juos suskystinti, jei yra vienas temperatūros kritimas.
Idealių dujų charakteristikos
Patikrinkite tai abstraktus, kai kurios idealių dujų savybės:
- Jose įvyksta tik visiškai elastingi dalelių susidūrimai;
- Juose nėra dalelių sąveikos;
- Jose dalelės turi nereikšmingus matmenis;
- 1 molis idealių dujų užima 22,4 l tūrį, neatsižvelgiant į tai, kokios dujos;
- Tikrosios dujos elgiasi kaip idealios dujos esant žemam slėgiui ir aukštai temperatūrai;
- Dauguma dujų elgiasi panašiai kaip idealios dujos.
idealus dujų įstatymas
Mokslininkų sukurtas dujų tyrimas Karolisberniukas,JuozapasLuisasgėjus-liusakas ir Robertasberniukas paskatino atsirasti trys empiriniai dėsniai, naudojamas siekiant paaiškinti idealių dujų elgseną temperatūra, spaudimas ir apimtiskonstantos, atitinkamai.
Šie įstatymai kartu sudarė būtiną pagrindą atsirasti idealus dujų įstatymas, kuris susijęs su pradinė dujų termodinaminė būsena, apibrėžiamas kiekiais P1, T1 ir V1, Su jūsų galutinė termodinaminė būsena (P2, V2 ir t2), kai kuriuos patyręs dujų transformacija.
Patikrinkite formulė dujų įstatymo:
Bendrajame dujų įstatyme teigiama, kad produktas duoda spaudimas kailis apimtisapiedujos, padalyta iš termodinaminės temperatūros, kelvinais, yra lygi konstantai. Savo ruožtu šią konstantą apibūdina klapeirono lygtis, žiūrėti:
ne - apgamų skaičius (mol)
R - universali tobulų dujų konstanta (0,082 atm.l / mol. K arba 8,31 J / mol. K)
Formulėje P yra dujų daromas slėgis, V yra šių dujų užimamas tūris ir T yra temperatūra, matuojama kelvinais. didybė ne nurodo apgamų skaičių, o R yra universali idealiųjų dujų konstanta, kuri dažnai matuojama atm.l / mol vienetais. K arba J / mol. K, pastarąjį priima SI.
Pažiūrėktaip pat:Kas yra saulės vėjas ir kaip jis veikia Žemės atmosferą?
Idealių dujų vidinė energija
energijosvidinis idealiųjų dujų galima apskaičiuoti naudojant produktą tarp pastovusįBoltzmannas ir termodinaminę temperatūrą, atkreipkite dėmesį:
K.B - Boltzmanno konstanta (K.B = 1,38.10-23 J / K)
Iš ankstesnių santykių, kurie leidžia mums apskaičiuoti vidutinė kinetinė energija iš idealių dujų dalelių mes sudarome tokią formulę, pagal kurią galima apskaičiuoti, kas yra vidutinis kvadratinis molekulių greitis idealių dujų, esant tam tikrai temperatūrai T, atkreipkite dėmesį:
M - molinė masė (g / mol)
Ši formulė leidžia pamatyti, kad a papildymasprietemperatūra idealių dujų lemia dalelių vidutinio kvadratinio greičio padidėjimą.
Žinoti daugiau:Sužinokite, iš ko daroma šviesa ir kokios yra jos savybės
Išspręsti idealių dujų pratimai
Klausimas 1) Du moliai idealių dujų ir esant 1 atm slėgiui yra 227 ° C temperatūroje. Apskaičiuokite šių dujų tūrį litrais.
Duomenys: R = 0,082 atm.l / mol. K.
a) 75 l
b) 82 l
c) 15 l
d) 27 l
e) 25 l
Šablonas: B raidė
Rezoliucija:
Norėdami apskaičiuoti šių dujų tūrį, naudosime Clapeyrono lygtį, tačiau, prieš atlikdami skaičiavimą, 227 ° C temperatūrą būtina paversti kelvinu. Tam prie šios temperatūros pridedame koeficientą 273, gaunant 500 K temperatūrą.
Pagal rezoliuciją dujų užimamas tūris yra 82 litrai.
2 klausimas) Idealios dujos užima 20 l tūrį, kai jas veikia 3 atm slėgis, todėl jų temperatūra išlieka pastovi, o jų tūris patrigubėja. Apskaičiuokite galutinį šių dujų slėgį po to, kai jos praeina šią transformaciją.
a) 1 atm
b) 3 atm
c) 5 atm
d) 8 atm
e) 9 atm
Šablonas: Raidė A
Rezoliucija:
Norėdami išspręsti šį pratimą, naudosime bendrą dujų dėsnį, atkreipkite dėmesį:
Norint atlikti skaičiavimą, dujoms reikėjo priskirti 60 l tūrį, nes transformacijos metu jų tūris trigubai padidėjo.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja