İdeal gaz: kavram, özellikler ve alıştırmalar

Gazideal olduğu yer çarpışmalar parçacıklar arasında mükemmel elastik. Parçacıkları arasında herhangi bir etkileşim yoktur. kuvvetler çekici veya itici, üstelik bu parçacıklar yer kaplamaz.

Göre gazların kinetik teorisiideal bir gazın termodinamik durumu tamamen aşağıdaki değişkenlerle tanımlanır: basınç, hacim ve sıcaklık.

BakAyrıca: Kalorimetri: zihin haritası, formüller ve çözülmüş alıştırmalar

ideal gaz konsepti

İdeal gazlar yalnızca şunlardan oluşur: parçacıklariçindeboyutlardakik (ihmal edilebilir boyutta) hareketkaotik açık yüksekhız. Bu gaz türünde, parçacıkların sıcaklık ve öteleme hızı orantılıdır.

İdeal bir gazın tanecikleri arasında etkileşim olmadığından, içsel enerji bu gazın her zaman toplamına eşittir. kinetik enerji onu oluşturan tüm parçacıkların

İdeal gaz, birbirleriyle elastik olarak çarpışan nokta parçacıklardan oluşur.

İdeal gazlar ne olursa olsun, her zaman aynı gaza sahip olacaklardır. numaraiçindeparçacıklar aynı hacim için. Kütleleri de doğrudan size bağlı olacaktır.

molar kütle (g/mol cinsinden ölçülür), ayrıca, 1 mol ideal gaz (yaklaşık 6.0.10²³ parçacıklar) her zaman bir yer kaplar 22.4 l'ye eşit hacim.

Sen gazlargerçek, nerede meydana geldiği çarpışmalaresnek olmayan parçacıklar arasında ideal gazların davranışına çok yaklaşır. düşük basınç ve yüksek sıcaklık rejimleri. Tesadüfen, Dünya'daki normal basınç ve sıcaklık koşulları altında (25 °C ve 1 atm), çoğu gazlar ideal gazlar gibi davranır ve bu termodinamik davranışla ilgili tahminlerin hesaplanmasını kolaylaştırır onların.

gibi bazı gazlar su buharı, içinde seyreltilmiş olan atmosferik gaz, ideal gaz olarak kabul edilemez ama evet gazlargerçek. Bu gazların partikülleri arasında önemli etkileşimleri vardır. yoğunlaştırmak, onlara neden olan sıvılaştırmak Eğer biri varsa sıcaklık düşüşü.

İdeal gazların özellikleri

Şuraya bakın: Öz, ideal gazların bazı özellikleri:

• Onlarda sadece parçacıklar arasında mükemmel elastik çarpışmalar meydana gelir;
• Onlarda parçacıklar arasında etkileşim yoktur;
• İçlerinde parçacıklar ihmal edilebilir boyutlara sahiptir;
• 1 mol ideal gaz, gazın ne olduğuna bakılmaksızın 22,4 l'lik bir hacim kaplar;
• Gerçek gazlar, düşük basınç ve yüksek sıcaklık rejimlerinde ideal gazlar gibi davranır;
• Çoğu gaz, ideal gazlara benzer şekilde davranır.

ideal gaz yasası

Bilim adamları tarafından geliştirilen gazların incelenmesi Charlesçocuk,YusufLouisgay-lussac ve Roberterkek çocuk ortaya çıkmasına neden oldu üç ampirik yasarejimlerinde ideal gazların davranışını açıklamak için kullanılır. sıcaklık, basınç ve Sessabitler, sırasıyla.

Birlikte bu yasalar, ortaya çıkması için gerekli temeli oluşturdu. ideal gaz yasasıile ilgili olan, bir gazın ilk termodinamik durumu, niceliklerle tanımlanır P₁, T₁ ve V₁, Seninki ile son termodinamik durum (P₂, V₂ ve T₂), biraz acı çektikten sonra gaz dönüşümü.

Kontrol et formül genel gaz yasası:

Genel gaz yasası şunları belirtir: ürün verir basınç kürk Sesnın-ningaz, kelvin cinsinden termodinamik sıcaklığa bölünmesi bir sabite eşittir. Bu sabit, sırasıyla şu şekilde tanımlanır: clapeyron denklemi, izlemek:

Hayır – mol sayısı (mol)

$ – mükemmel gazların evrensel sabiti (0.082 atm.l/mol. K veya 8.31 J/mol. K)

Formülde, P gazın uyguladığı basınç, V bu gazın kapladığı hacim ve T Kelvin cinsinden ölçülen sıcaklıktır. büyüklük Hayır mol sayısını ifade ederken, $ genellikle atm.l/mol biriminde ölçülen ideal gazların evrensel sabitidir. K veya J/mol cinsinden. K, ikincisi tarafından benimsenen Sİ.

BakAyrıca:Güneş rüzgarı nedir ve Dünya atmosferini nasıl etkiler?

İdeal gazın iç enerjisi

bu enerjiiç arasındaki çarpım kullanılarak ideal gazlar hesaplanabilir. sabitiçindeBoltzmann ve termodinamik sıcaklık, not:

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

Hesaplamamıza izin veren önceki ilişkiden ortalama kinetik enerji ideal bir gazın parçacıklarından, ne olduğunu hesaplamak için kullanılabilecek aşağıdaki formülü çizeriz. moleküllerin ortalama kare hızı Belirli bir sıcaklık T için ideal bir gazın, not:

M – molar kütle (g/mol)

Bu formül, bir ilavedesıcaklık ideal bir gazın parçacıkların ortalama kare hızında bir artışa neden olur.

Daha fazlasını bilin:Işığın neyden yapıldığını ve özelliklerinin neler olduğunu öğrenin

İdeal gazlarla ilgili çözümlü alıştırmalar

Soru 1) 227 °C sıcaklıkta ve 1 atm basınçta iki mol ideal gaz bulunur. Bu gazın kapladığı hacmi litre olarak hesaplayın.

Veri: R = 0.082 atm.l/mol. K

a) 75 litre

b) 82 litre

c) 15 l

d) 27 litre

e) 25 l

Şablon: B 'harfi

Çözüm:

Bu gazın hacmini hesaplamak için Clapeyron denklemini kullanacağız, ancak hesaplamayı yapmadan önce 227 °C'lik sıcaklığı bir kelvin'e dönüştürmek gerekiyor. Bunun için bu sıcaklığa 273 faktörünü ekleyerek 500 K'lık bir sıcaklık elde ederiz.

Çözünürlüğe göre gazın kapladığı hacim 82 litredir.

Soru 2) İdeal bir gaz, 3 atm'lik bir basınca maruz kaldığında 20 l'lik bir hacim kaplar, böylece hacmi üç katına çıkarken sıcaklığı sabit kalır. Bu dönüşümden geçtikten sonra bu gazın son basıncını hesaplayın.

a) 1 atm

b) 3 atm

c) 5 atm

d) 8 atm

e) 9 atm

Şablon: A harfi

Çözüm:

Bu alıştırmayı çözmek için genel gaz yasasını kullanacağız, not edin:

Hesaplamayı yapmak için, dönüşüm sırasında hacmi üç katına çıktığı için gaza 60 l'lik bir hacim atamak gerekiyordu.

Rafael Hellerbrock tarafından
Fizik öğretmeni