Gazideał to ten, w którym kolizje między cząsteczkami są idealnie elastyczne. Pomiędzy jego cząstkami nie ma żadnej interakcji, jak siły atrakcyjne lub odpychające, ponadto cząstki te nie zajmują miejsca.
Według teoria kinetyczna gazów, stan termodynamiczny gazu doskonałego jest całkowicie opisany przez zmienne nacisk, głośność i temperatura.
Popatrzrównież: Kalorymetria: mapa myśli, wzory i rozwiązane ćwiczenia
idealna koncepcja gazu
Gazy doskonałe składają się wyłącznie z cząstkiwwymiarypunktualny (o znikomym rozmiarze), które są w ruchchaotyczny jest włączony wysokiprędkość. W tym rodzaju gazu temperatura i prędkość translacji cząstek są proporcjonalne.
Ponieważ nie ma interakcji między cząsteczkami gazu doskonałego, energia wewnętrzna tego gazu jest zawsze równa sumie energia kinetyczna wszystkich cząstek, które ją tworzą.
Jakiekolwiek są idealne gazy, zawsze będą miały to samo numerwcząstki dla tej samej objętości. Z kolei ich masa będzie zależeć bezpośrednio od Twojego
masa cząsteczkowa (mierzone w g/mol), dodatkowo, 1 mol gazu doskonałego (około 6.0.1023 cząstki) zawsze będzie zajmować objętość równa 22,4 l.ty gazyreal, gdzie występuje kolizjenieelastyczny między cząstkami, są bardzo zbliżone do zachowania gazów doskonałych w reżimy niskiego ciśnienia i wysokiej temperatury. Przypadkowo, w normalnych warunkach ciśnienia i temperatury na Ziemi (25°C i 1 atm) większość gazy zachowują się jak gazy idealne, co ułatwia obliczanie przewidywań dotyczących zachowania termodynamicznego ich.
Niektóre gazy, takie jak para wodna, który jest rozcieńczony w gaz atmosferyczny, nie można uznać za gazy doskonałe, ale tak gazyreal. Gazy te mają znaczące interakcje między swoimi cząsteczkami, co może: skraplać, powodując je stopić, jeśli istnieje? spadek temperatury.
Charakterystyka gazów doskonałych
Sprawdź to na abstrakcyjny, niektóre cechy gazów doskonałych:
- W nich dochodzi tylko do idealnie sprężystych zderzeń między cząstkami;
- W nich nie ma interakcji między cząstkami;
- W nich cząstki mają znikome wymiary;
- 1 mol gazu doskonałego zajmuje objętość 22,4 l, niezależnie od tego, jaki jest gaz;
- Gazy rzeczywiste zachowują się jak gazy idealne w warunkach niskiego ciśnienia i wysokiej temperatury;
- Większość gazów zachowuje się podobnie do gazów doskonałych.
idealne prawo gazu
Badanie gazów opracowane przez naukowców Karolchłopiec,JózefaLudwikwesoły-lussac i Robertboyle doprowadziło do pojawienia się trzy prawa empiryczne, używany do wyjaśnienia zachowania gazów doskonałych w reżimach temperatura, nacisk i Tomstałe, odpowiednio.
Razem te prawa stanowiły niezbędną podstawę do powstania idealne prawo gazu, który odnosi się do początkowy stan termodynamiczny gazu, określone przez wielkości P1, T1 i V1, Z Twoim końcowy stan termodynamiczny (P2, V2 oraz T2), po kilku cierpieniach transformacja gazowa.
Sprawdź formuła ogólnego prawa gazowego:
Ogólne prawo gazowe stanowi, że produkt daje nacisk futro Tomzgaz, podzielona przez temperaturę termodynamiczną, w stopniach Kelvina, jest równa stałej. Z kolei ta stała jest opisana przez równanie Clapeyrona, zegarek:
Nie – liczba moli (mol)
R – uniwersalna stała gazów doskonałych (0,082 atm.l/mol. K lub 8,31 J/mol. K)
W formule P to ciśnienie wywierane przez gaz, V to objętość zajmowana przez ten gaz, oraz T to temperatura mierzona w kelwinach. wielkość Nie odnosi się do liczby moli, podczas gdy R jest uniwersalną stałą gazów doskonałych, często mierzoną w jednostkach atm.l/mol. K lub w J/mol. K, ta ostatnia została przyjęta przez SI.
Popatrzrównież:Czym jest wiatr słoneczny i jak wpływa na ziemską atmosferę?
Energia wewnętrzna gazu doskonałego
TEN energiawewnętrzny idealnych gazów można obliczyć za pomocą iloczynu między staływBoltzmanna oraz temperaturę termodynamiczną, uwaga:
Kb – stała Boltzmanna (Kb = 1,38.10-23 J/K)
Z poprzedniej zależności, która pozwala nam obliczyć średnia energia kinetyczna z cząstek gazu doskonałego wyciągamy następujący wzór, który można wykorzystać do obliczenia, co średnia kwadratowa prędkość cząsteczek gazu doskonałego, dla danej temperatury T, uwaga:
M – masa molowa (g/mol)
Ta formuła pozwala zobaczyć, że a dodaniewtemperatura gazu doskonałego powoduje wzrost średniej kwadratowej prędkości cząstek.
Wiedzieć więcej:Dowiedz się, z czego zrobione jest światło i jakie są jego właściwości
Rozwiązane ćwiczenia na gazach doskonałych
Pytanie 1) Dwa mole gazu doskonałego pod ciśnieniem 1 atm znajdują się w temperaturze 227°C. Oblicz w litrach objętość zajmowaną przez ten gaz.
Dane: R = 0,082 atm.l/mol. K
a) 75 litrów
b) 82 l
c) 15 litrów
d) 27 l
e) 25 l
Szablon: Literka B
Rozkład:
Aby obliczyć objętość tego gazu, użyjemy równania Clapeyrona, jednak zanim wykonamy obliczenia, konieczne jest przekształcenie temperatury 227 °C na kelwin. W tym celu do tej temperatury dodajemy współczynnik 273, co daje temperaturę 500 K.
Zgodnie z uchwałą objętość zajmowana przez gaz wynosi 82 litry.
Pytanie 2) Gaz doskonały zajmuje objętość 20 l, gdy jest poddawany ciśnieniu 3 atm, dzięki czemu jego temperatura pozostaje stała, a jego objętość jest potrojona. Oblicz końcowe ciśnienie tego gazu po przejściu przez tę transformację.
a) 1 atm
b) 3 atm
c) 5 atm
d) 8 atm
e) 9 atmosfer
Szablon: Litera a
Rozkład:
Aby rozwiązać to ćwiczenie, użyjemy ogólnego prawa gazów, zauważ:
Do obliczeń konieczne było przypisanie gazowi objętości 60 l, ponieważ podczas przemiany jego objętość potroiła się.
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
