Ideell gass: konsept, egenskaper og øvelser

Gassideell er den der kollisjoner mellom partiklene er perfekt elastiske. Mellom partiklene hans er det ikke noen form for interaksjon, som krefter attraktiv eller frastøtende, dessuten tar disse partiklene ikke plass.

Ifølge kinetisk teori om gasser, er den termodynamiske tilstanden til en ideell gass fullstendig beskrevet av variablene til press, volum og temperatur.

Seogså: Kalorimetri: tankekart, formler og løste øvelser

ideelt gasskonsept

Ideelle gasser består utelukkende av partikleridimensjonerpunktlig (av ubetydelig størrelse) som er i bevegelsekaotisk er på høyhastighet. I denne typen gass er temperaturen og hastigheten på translasjon av partiklene proporsjonal.

Siden det ikke er noen interaksjon mellom partiklene til en ideell gass, vil indre energi av denne gassen er alltid lik summen av kinetisk energi av alle partiklene som utgjør den.

Den ideelle gassen dannes av punktpartikler som elastisk kolliderer med hverandre.

Uansett hvilke ideelle gasser det er, vil de alltid ha det samme

Nummeripartikler for samme volum. Massen deres vil igjen avhenge direkte av din molær masse (målt i g / mol), i tillegg, 1 mol ideell gass (ca 6.0.10²³ partikler) vil alltid oppta a volum lik 22,4 l.

Du gasserekte, der det er forekomst av kollisjoneruelastisk mellom partikler, kommer veldig nær oppførselen til ideelle gasser i lavtrykks- og høytemperaturregimer. Tilfeldigvis, under normale forhold med trykk og temperatur på jorden (25 ° C og 1 atm), er det meste av gasser oppfører seg som ideelle gasser, og dette letter beregningen av spådommer om termodynamisk oppførsel deres.

Noen gasser, som vanndamp, som er fortynnet i atmosfærisk gass, kan ikke betraktes som ideelle gasser, men ja gasserekte. Disse gassene har betydelige interaksjoner mellom partiklene, noe som kan kondensere, forårsaker dem flytende, hvis det er en temperaturfall.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

Kjennetegn ved ideelle gasser

Sjekk det ut kl abstrakt, noen kjennetegn ved ideelle gasser:

• I dem forekommer bare perfekt elastiske kollisjoner mellom partikler;
• I dem er det ingen interaksjoner mellom partikler;
• I dem har partiklene ubetydelige dimensjoner;
• 1 mol ideell gass opptar et volum på 22,4 l, uavhengig av hva gassen er;
• Ekte gasser oppfører seg som ideelle gasser når de er under lavtrykk og høye temperaturregimer;
• De fleste gasser oppfører seg på samme måte som ideelle gasser.

ideell gasslov

Studien av gasser utviklet av lærde Charlesboyle,JosephLouishomofil-lussac og Robertboyle førte til fremveksten av tre empiriske lover, brukes til å forklare oppførselen til ideelle gasser i regimer av temperatur, press og volumkonstanter, henholdsvis.

Sammen dannet disse lovene det nødvendige grunnlaget for fremveksten av ideell gasslov, som forholder seg til den første termodynamiske tilstanden til en gass, definert av mengdene P₁, T₁ og V₁, Med din endelig termodynamisk tilstand (S₂, V₂ og T₂), etter å ha fått litt gass ​​transformasjon.

Sjekk ut formel av den generelle gassloven:

Den generelle gassloven sier at produkt gir press pels volumavgass, delt på den termodynamiske temperaturen, i kelvin, er lik en konstant. Denne konstanten er i sin tur beskrevet av clapeyron-ligning, se:

Nei - antall mol (mol)

R - universell konstant av perfekte gasser (0,082 atm.l / mol. K eller 8,31 J / mol. K)

I formelen, P er trykket som gassen utøver, V er volumet okkupert av denne gassen, og T er temperaturen, målt i kelvin. storheten Nei refererer til antall mol, mens R er den universelle konstanten av ideelle gasser, som ofte måles i enheter av atm.l / mol. K eller i J / mol. K, sistnevnte blir adoptert av SI.

Seogså:Hva er solvind og hvordan påvirker den jordens atmosfære?

Intern energi av ideell gass

DE energiinnvendig av ideelle gasser kan beregnes ved å bruke produktet mellom konstantiBoltzmann og den termodynamiske temperaturen, merk:

K_B - Boltzmann konstant (K_B = 1,38.10-²³ J / K)

Fra det forrige forholdet, som lar oss beregne gjennomsnittlig kinetisk energi Fra partiklene til en ideell gass tegner vi følgende formel, som kan brukes til å beregne hva gjennomsnittlig kvadrathastighet av molekyler av en ideell gass, for en gitt temperatur T, merk:

M - molær masse (g / mol)

Denne formelen lar deg se at a addisjonpåtemperatur av en ideell gass resulterer i en økning i partikkelenes gjennomsnittlige kvadrathastighet.

Vite mer:Finn ut hva lyset er laget av og hva er dets egenskaper

Løst øvelser på ideelle gasser

Spørsmål 1) To mol av en ideell gass, og ved et trykk på 1 atm, finnes ved en temperatur på 227 ° C. Beregn volumet av denne gassen i liter.

Data: R = 0,082 atm.l / mol. K

a) 75 l

b) 82 l

c) 15 l

d) 27 l

e) 25 l

Mal: Bokstav B

Vedtak:

For å beregne volumet av denne gassen vil vi bruke Clapeyron-ligningen, men før vi gjør beregningen, er det nødvendig å transformere temperaturen på 227 ° C til en kelvin. For dette legger vi faktoren 273 til denne temperaturen, noe som resulterer i en temperatur på 500 K.

I følge oppløsningen er gassens volum 82 liter.

Spørsmål 2) En ideell gass har et volum på 20 l når den utsettes for et trykk på 3 atm, slik at temperaturen forblir konstant, mens volumet tredobles. Beregn det endelige trykket til denne gassen etter at den har gått gjennom denne transformasjonen.

a) 1 minibank

b) 3 atm

c) 5 atm

d) 8 atm

e) 9 minibanker

Mal: Bokstaven A

Vedtak:

For å løse denne øvelsen vil vi bruke den generelle loven om gasser, merk:

For å gjøre beregningen var det nødvendig å tilordne et volum på 60 l til gassen, siden volumet tredoblet seg under transformasjonen.

Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer