3 przykłady gazów doskonałych: w jakich okolicznościach:

W tym artykule „Przykłady gazów idealnych” i przykłady gazów doskonałych zostaną omówione fakty związane z nimi. Przykłady gazów doskonałych oparte są na prawie gazu doskonałego. Ale w praktyce we wszechświecie nie ma gazu doskonałego.

3+ Przykłady gazów doskonałych są wymienione poniżej,

• 1 przykład
• 2 przykład
• 3 przykład

Przykład 1:-

Oblicz gęstość dla gazu azotowego przy ciśnieniu 256 Torr i temperaturze 25 stopni Celsjusza.

Rozwiązanie: - Podane dane są,

P = 256 tor = 256 tor x 1 atm/760 tor = 0.3368 atm

V =?

T = (25 + 273) K = 298 K

n =?

Teraz stosujemy wzór na gaz doskonały,

PV = nRT ………. równ (1)

Więc możemy również zapisać gęstość to,

ρ = m/v ………. równ (2)

Gdzie,

ρ = Gęstość gazu doskonałego

m = Masa gazu doskonałego

v = Objętość gazu doskonałego

Teraz m = M x n ………. równanie (3)

Gdzie,

m = masa

M = masa molowa

n = moli

Z eqn (2) i eqn (3) otrzymujemy,

ρ = m/v …… (4)

Układając eqn (2) i eqn (3) otrzymujemy,

ρ = M xn/V ……równ(5)

ρ/M = n/V……równ (6)

Teraz stosując równanie gazu doskonałego,

PV = nRT

n/V =ρ /M ……równ(7)

n/V = P/RT ……równ(8)

Z eqn (6) i eqn (8) otrzymujemy,

ρ/M} = P/RT ……równ(9)

Izoluj gęstość,

ρ = PM/RT…równoważnik(10)

ρ = (0.3368 atm)(2 x 14.01 gram/mol)/(0.08206 L*atm*mol)^-1*K^-1 )(298 tys.)

ρ = 0.3859 gram / mol

Gęstość gazu azotowego przy ciśnieniu 256 tor i temperaturze 25 stopni Celsjusza wynosi 0.3859 gram/mol.

Przykład 2:-

Pojemnik wypełniony gazem Neon. Ilość Neonu w pojemniku to 5.00 litrów, tym razem temperatura wynosi 26 stopni Celsjusza przy 750 mm Hg. Do pojemnika dodano teraz parę dwutlenku węgla. Ilość dwutlenku węgla dodana do pojemnika wynosi 0.627 grama.

Teraz określ te czynniki,

Ciśnienie cząstkowe dla Neona w atm.

Ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla w atm.

Całkowite ciśnienie obecne w pojemniku.

Rozwiązanie: - Podane dane są,

P = 750 mm Hg -> 1.01 atm

V = 5.00 litra

T = (26 + 273) K = 299 K

n_ne =?

n_co2 =?

W przypadku dwutlenku węgla liczba moli wynosi,

n_co2 = 0.627 grama CO₂ = 1 mol/44 gram = 0.01425 mol CO₂

Teraz dla Neona liczba pieprzyków to:

n_Ne= 0.206 mol Ne

Przed dodaniem dwutlenku węgla do pojemnika możemy uzyskać tylko ciśnienie dla neonu. Więc Ciśnienie cząstkowe dla neonu to na pewno wielkość nacisku jest już omawiana w pytaniu.

Teraz dla dwutlenku węgla,

Korzystając z równania równania gazu doskonałego możemy napisać,

Zarówno dla dwutlenku węgla, jak i temperatury neonu, objętość i stała gazu pozostają takie same.

Więc,

1.01 atm/0.206 mol Ne = P_CO2/0.01425 mola CO₂

P_CO2 = 0.698 atm

Ciśnienie całkowite,

P_całkowity = P_Ne + P._CO2

P_całkowity= 1.01 atm + 0.698 atm

P_całkowity = 1.708 atm

Ciśnienie cząstkowe dla Neona wynosi 1.01 atm.

Ciśnienie cząstkowe dla dwutlenku węgla 0.698 atm.

Całkowite ciśnienie panujące w zbiorniku wynosi 1.708 atm.

Przykład 3:-

Określ ilość objętości.

W szklanym pojemniku obecny jest dwutlenek węgla. Temperatura gazowego dwutlenku węgla wynosi 29 stopni Celsjusza, ciśnienie 0.85 atm, a masa gazowego dwutlenku węgla 29 gramów.

Rozwiązanie: - Podane dane są,

P = 0.85 atm

m = 29 gramów

T = (273 + 29) K = 302 K

Matematyczna postać gazu doskonałego to:

PV = nRT ……..równ (1)

Gdzie,

P = Ciśnienie gazu doskonałego

V = Objętość dla gazu doskonałego

n = liczba molowa dla gazu doskonałego

R = Uniwersalna stała gazu dla gazu doskonałego

T = Temperatura dla gazu doskonałego

Jeśli w materii M oznaczonej jako masa molowa i masa materii oznaczonej jako m, to całkowita liczba moli dla tej konkretnej materii może być wyrażona s,

n = m/M ……..równ. (2)

Połącz ……..eqn (1) i ……..eqn (2), które otrzymujemy,

PV = mRT/M ……..równ. (3)

Wiemy, że wartość masy molowej dwutlenku węgla wynosi,

M = 44.01 grama/mol

Z równania (3) możemy napisać,

V = mRT/M = 29 gram x 0.0820574 L*atm*mol^-1*K^-1 x 302/44.01 gram/mol x 0.85 atm

V = 19.21 litra

W szklanym pojemniku obecny jest dwutlenek węgla. Temperatura gazowego dwutlenku węgla wynosi 29 stopni Celsjusza, ciśnienie 0.85 atm, a masa gazowego dwutlenku węgla 29 gramów. Wtedy objętość wynosi 19.21 litra.

Gaz rzeczywisty a gaz doskonały:

Gazy doskonałe podlegają prawu gazu w określonym stałym stanie, ale gaz rzeczywisty nie podlega prawu gazu w określonym stałym stanie. W praktyce nie istnieje gaz doskonały, ale istnieje gaz rzeczywisty.

Główne punkty dotyczą różnicy między gazem rzeczywistym a gazem idealnym,

Przeczytaj Więcej Proces izotermiczny: to wszystko Ważne fakty z 13 często zadawanymi pytaniami

Często zadawane pytania:-

Pytanie: - Wyprowadź ograniczenia gazu doskonałego.

Rozwiązanie: - Poniżej wymieniono ograniczenia gazu doskonałego,

• Gaz idealny nie może pracować w wysokiej gęstości, niskiej temperaturze i wysokim ciśnieniu
• Gaz doskonały nie dotyczy gazów ciężkich
• Gaz doskonały nie dotyczy silnych sił międzycząsteczkowych.

Przeczytaj Więcej Ciśnienie manometryczne: to ważne właściwości z 30 często zadawanymi pytaniami

Pytanie: - Zapisz założenia dotyczące gazu doskonałego.

Rozwiązanie: - W rzeczywistości w naszym otoczeniu nie ma gazu doskonałego. Prawo gazu doskonałego to proste równanie, za pomocą którego możemy zrozumieć zależność między ciśnieniami, objętością i temperaturą dla gazów.

Założenia dotyczące gazu doskonałego są wymienione poniżej,

• Cząsteczki gazu doskonałego mają znikomą objętość.
• Wielkość cząstek gazu doskonałego jest taka sama i nie mają one siły międzycząsteczkowej.
• Cząstki gazu doskonałego podlegają prawu ruchu Newtona.
• Nie ma strat energii.
• Cząsteczki gazu doskonałego ulegają zderzeniu sprężystemu.

Pytanie: - Wyprowadź równanie o różnej postaci dla gazu doskonałego.

Rozwiązanie: - Formuła gazu doskonałego to właściwie połączenie prawa Boyle'a, prawa Avogadro, prawa Charle'a i prawa Gaya Lussaca.

Poniżej krótko podsumowano równanie o różnej postaci dla gazu doskonałego:

Powszechna forma gazu doskonałego:

PV = nRT = nk_bN_AT = Nk_BT

Gdzie,

P = ciśnienie gazu doskonałego mierzone w paskalach

V = Objętość gazu doskonałego mierzona w metrach sześciennych

 n = Suma gazu doskonałego mierzona w molach mierzona w molach

R = Stała gazowa dla gazu doskonałego, której wartość wynosi 8.314 J/K.mol = 0.0820574 L*atm*mol^-1*K^-1

T = Temperatura dla gazu doskonałego mierzone w kelwinach

N = Całkowita liczba idealnych cząsteczek gazu

k_b = Stała Boltzmanna dla idealnego gazu

N_A = Stała Avogadro

Forma molowa gazu doskonałego:

Pv = Rspecyficzne T

P = Ciśnienie gazu doskonałego

v = Objętość właściwa dla gazu doskonałego

Rspecyficzny = Stała właściwa gazu dla gazu doskonałego

T = Temperatura dla gazu doskonałego

Statystyczna postać gazu doskonałego:

P = k_b/μm_μρ T

Gdzie,

P = Ciśnienie gazu doskonałego

k_b = Stała Boltzmanna dla idealnego gazu

μ= Średnia masa cząstkowa dla gazu doskonałego

m_μ = Stała masy atomowej dla idealnego gazu

ρ = Gęstość dla gazu doskonałego

T = Temperatura dla gazu doskonałego

Połączone prawo gazowe:-

PV/T = k

P = ciśnienie

V = Objętość

T = Temperatura

k = Stała

Gdy ta sama materia w obecnych dwóch różnych stanach, tym razem możemy napisać,

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂

Pytanie: -Wyprowadź prawo Boyle'a.

Rozwiązanie: - Prawo Boyle'a to prawo gazu. Z prawa gazowego Boyle'a wynika, że ​​ciśnienie wywierane przez substancję gazową (o określonej masie, utrzymywaną w stałej temperaturze) jest odwrotnie proporcjonalne do zajmowanej przez nią objętości.

Innymi słowy, ciśnienie i objętość gazu są pośrednio proporcjonalne do temperatury, a ilość gazu jest utrzymywana na stałym poziomie. 

Prawo gazowe Boyle'a można wyrazić matematycznie w następujący sposób:

P₁V₁ = P₂V₂

Gdzie,

P₁ = Początkowe ciśnienie wywierane przez substancję gazową

V₁ = Początkowa objętość zajmowana przez substancję gazową

P₂ = Końcowe ciśnienie wywierane przez substancję gazową

V₂ = Końcowa objętość zajmowana przez substancję gazową

Wyrażenie to można uzyskać z zależności ciśnienie-objętość sugerowanej przez prawo Boyle'a. Dla stałej ilości gazu utrzymywanej w stałej temperaturze PV = k. W związku z tym,

P₁V₁= k (ciśnienie początkowe x objętość początkowa)

P₂V₂ = k (ciśnienie końcowe x objętość końcowa)

P₁V₁ = P₂V₂

Zgodnie z prawem Boyle'a każda zmiana objętości zajmowanej przez gaz (w stałej ilości i temperaturze) spowoduje zmianę wywieranego przez niego ciśnienia.