Gasideaal is degene waar de botsingen tussen deeltjes zijn perfect elastisch. Tussen zijn deeltjes is er geen enkele vorm van interactie, zoals... krachten aantrekkelijk of afstotend, bovendien nemen deze deeltjes geen ruimte in beslag.
Volgens de kinetische theorie van gassen, wordt de thermodynamische toestand van een ideaal gas volledig beschreven door de variabelen van druk, volume en temperatuur-.
Kijkenook: Calorimetrie: mindmap, formules en opgeloste oefeningen
ideaal gasconcept
Ideale gassen bestaan uitsluitend uit: deeltjesindimensiespunctueel (van verwaarloosbare grootte) die in bewegingchaotisch staat aan hoogsnelheid. Bij dit type gas zijn de temperatuur en de translatiesnelheid van de deeltjes evenredig.
Aangezien er geen interactie is tussen de deeltjes van een ideaal gas, interne energie van dit gas is altijd gelijk aan de som van de kinetische energie van alle deeltjes waaruit het bestaat.
Wat de ideale gassen ook zijn, ze zullen altijd dezelfde hebben
aantalindeeltjes voor hetzelfde volume. Hun massa hangt op zijn beurt rechtstreeks af van uw molaire massa (gemeten in g/mol), bovendien 1 mol ideaal gas (ongeveer 6.0.1023 deeltjes) zullen altijd a. innemen volume gelijk aan 22,4 l.U gassenecht, waar sprake is van botsingenniet elastisch tussen deeltjes, komen heel dicht in de buurt van het gedrag van ideale gassen in lage druk en hoge temperatuur regimes. Toevallig, onder normale omstandigheden van druk en temperatuur op aarde (25 °C en 1 atm), zijn de meeste gassen gedragen zich als ideale gassen, en dit vergemakkelijkt de berekening van voorspellingen over thermodynamisch gedrag hun.
Sommige gassen, zoals de waterdamp, die is verdund in de atmosferisch gas, kunnen niet als ideale gassen worden beschouwd, maar ja gassenecht. Deze gassen hebben significante interacties tussen hun deeltjes, wat kan condenseren, waardoor ze vloeibaar maken, als er een is temperatuurdaling.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Kenmerken van ideale gassen
Bekijk het op abstract, enkele kenmerken van ideale gassen:
- Daarin komen alleen perfect elastische botsingen tussen deeltjes voor;
- Daarin zijn er geen interacties tussen deeltjes;
- Daarin hebben de deeltjes verwaarloosbare afmetingen;
- 1 mol ideaal gas neemt een volume van 22,4 l in beslag, ongeacht wat het gas is;
- Echte gassen gedragen zich als ideale gassen bij lage druk en hoge temperatuur;
- De meeste gassen gedragen zich op dezelfde manier als ideale gassen.
ideale gaswet
De studie van gassen ontwikkeld door wetenschappers Charlesjongen,JosephLouisgay-lussac en Robertboyle leidde tot het ontstaan van drie empirische wetten, gebruikt om het gedrag van ideale gassen in regimes van te verklaren temperatuur-, druk en volumeconstanten, respectievelijk.
Samen vormden deze wetten de noodzakelijke basis voor het ontstaan van ideale gaswet, die betrekking heeft op de initiële thermodynamische toestand van een gas, gedefinieerd door de grootheden P1, T1 en V1, Met uw uiteindelijke thermodynamische toestand: (P2, V2 en T2), na wat geleden te hebben gastransformatie.
Bekijk de formule van de algemene gaswet:
De algemene gaswet stelt dat de Product geeft druk vacht volumevangas, gedeeld door de thermodynamische temperatuur, in kelvin, is gelijk aan een constante. Deze constante wordt op zijn beurt beschreven door de clapeyron-vergelijking, kijk maar:
Nee – aantal mol (mol)
R – universele constante van perfecte gassen (0,082 atm.l/mol. K of 8,31 J/mol. K)
In de formule, P is de druk die door het gas wordt uitgeoefend, V is het volume dat door dit gas wordt ingenomen, en T is de temperatuur, gemeten in kelvin. de grootheid Nee verwijst naar het aantal moedervlekken, terwijl R is de universele constante van ideale gassen, die vaak wordt gemeten in eenheden van atm.l/mol. K of in J/mol. K, de laatste wordt aangenomen door de SI.
Kijkenook:Wat is zonnewind en hoe beïnvloedt het de atmosfeer van de aarde?
Interne energie van ideaal gas
DE energieintern van ideale gassen kan worden berekend met behulp van het product tussen de constanteinBoltzmann en de thermodynamische temperatuur, let op:
KB – Boltzmann-constante (KB = 1,38.10-23 J/K)
Uit de vorige relatie, waarmee we de kunnen berekenen gemiddelde kinetische energie uit de deeltjes van een ideaal gas trekken we de volgende formule, die kan worden gebruikt om te berekenen wat de gemiddelde kwadratische snelheid van moleculen van een ideaal gas, voor een gegeven temperatuur T, let op:
M – molaire massa (g/mol)
Met deze formule kun je zien dat a toevoegingBijtemperatuur- van een ideaal gas resulteert in een toename van de gemiddelde kwadratische snelheid van de deeltjes.
Meer weten:Ontdek waar licht van gemaakt is en wat de kenmerken ervan zijn
Opgeloste oefeningen op ideale gassen
Vraag 1) Twee mol van een ideaal gas, en bij een druk van 1 atm, worden gevonden bij een temperatuur van 227 °C. Bereken, in liters, het volume dat door dit gas wordt ingenomen.
Gegevens: R = 0,082 atm.l/mol. K
a) 75 liter
b) 82 l
c) 15 l
d) 27 l
e) 25 liter
Sjabloon: Letter B
Resolutie:
Om het volume van dit gas te berekenen, gebruiken we de Clapeyron-vergelijking, maar voordat we de berekening uitvoeren, is het nodig om de temperatuur van 227 ° C om te zetten in Kelvin. Hiervoor tellen we de factor 273 op bij deze temperatuur, wat resulteert in een temperatuur van 500 K.
Volgens de resolutie is het volume dat door het gas wordt ingenomen 82 liter.
Vraag 2) Een ideaal gas neemt een volume van 20 l in beslag, wanneer het wordt blootgesteld aan een druk van 3 atm, zodat de temperatuur constant blijft, terwijl het volume wordt verdrievoudigd. Bereken de einddruk van dit gas nadat het deze transformatie heeft ondergaan.
a) 1 atm
b) 3 atm
c) 5 atm
d) 8 atm
e) 9 atm
Sjabloon: Letter A
Resolutie:
Om deze oefening op te lossen, gebruiken we de algemene wet van gassen, let op:
Om de berekening te maken, was het noodzakelijk om een volume van 60 l aan het gas toe te kennen, aangezien het volume tijdens de transformatie verdrievoudigde.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
