W tym artykule omówiono idealne właściwości gazu. Termin ideał oznacza coś, co jest doskonałe pod każdym względem. Chociaż nic na tym świecie nie jest idealne.
Czy to ludzie, zwierzęta, czy jakakolwiek inna część natury, nic nie jest idealne. To jest sposób życia, ze złem tylko my widzimy dobro. Ograniczmy naszą dyskusję do gazów. W rzeczywistych przypadkach istnieją tylko gazy rzeczywiste. Istnieje kilka gazów, które są prawie idealne. W tym artykule zajmiemy się właściwościami gazu doskonałego, a następnie zajmiemy się dalszymi badaniami gazów rzeczywistych, które są prawie idealne.
- Idealne właściwości gazu w powietrzu
- Idealne właściwości gazu metanu
- Idealne właściwości gazu Co2
- Idealne właściwości gazu helu
- Idealne właściwości gazu azotu
- Idealne właściwości gazu argonu
- Idealne właściwości gazu propanu
- Idealne właściwości gazu Tlen
Czym jest gaz doskonały?
An idealny Gaz definiuje się jako gaz teoretyczny, który nie ma interakcji między cząstkami, ale składa się z wielu cząstek punktowych poruszających się losowo lub zgodnie z ruchem Browna.
W rzeczywistości gazy idealne nie istnieją i istnieją tylko gazy rzeczywiste. Gazy doskonałe podlegają niektórym prawom, które są uważane za podstawowe cechy gazu doskonałego. Rzeczywiste gazy, które prawie spełniają te prawa lub cechy, są również uważane za gazy idealne. Przestudiujmy w poniższej sekcji o właściwościach gazu doskonałego.
Kredytów obrazka: Cmglee, Relacje prawa gazu doskonałego, CC BY-SA 4.0
Charakterystyka gazu doskonałego
Charakterystykę gazu doskonałego podaje kinetyczna teoria gazów. Te cechy są podane w poniższej sekcji:
- Cząsteczki gazu podążają za ruchem Browna i poruszają się w sposób ciągły.
- Droga pokonywana przez cząsteczki gazu przebiega po linii prostej i nie zmienia się, dopóki nie zderzy się z inną cząsteczką lub pojemnikiem.
- Nie ma interakcji między cząsteczkami, to znaczy nie ma siły przyciągania ani siły odpychającej działającej między cząsteczkami.
- Uważa się, że cząstki gazu mają bardzo małe lub punktowe masy. Nie posiadają żadnej objętości.
- Zderzenia pomiędzy tymi masami punktowymi są elastyczne. Energia jest zachowana w całym tym procesie, co oznacza, że w tym procesie nie ma żadnych zysków ani strat energii.
- Cząsteczki w tej samej temperaturze mają taką samą energię kinetyczną.
Rodzaje gazu doskonałego
Gazy idealne dzielą się na trzy główne typy. Te typy są podane w poniższej sekcji:
- Gaz doskonały klasyczny lub Maxwella-Boltzmanna – Ten rodzaj gazu dzieli się dalej na klasyczny termodynamiczny gaz doskonały i idealny gaz kwantowy Boltzmanna.
- Idealny kwantowy gaz Bose– Ten rodzaj gazu rządzi się statystyką Bosego-Einsteina, a rozkład energii tych bozonów będzie miał postać rozkładu Bosego-Einsteina.
- Idealny gaz kwantowy Fermiego– Ten rodzaj gazu rządzi się statystykami Fermi-Diraca, a rozkład energii tych Fermionów będzie miał postać rozkładu Fermi-Diraca.
Idealne właściwości gazu w powietrzu
Poniższa tabela przedstawia idealne właściwości gazu w powietrzu. Powietrze jest mieszaniną wielu gazów, ale posiada pewne cechy gazu doskonałego.
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Powietrze w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Poniższa tabela przedstawia właściwości powietrza
Masa molowa- 28.97
Stała gazowa - 0.287
Cp- 1.005
CV- 0.718
Idealne właściwości gazu metanu
Metan jest związkiem węgla złożonym z pojedynczego atomu węgla i czterech związanych z nim atomów wodoru. Właściwości metanu podano w sekcji podanej poniżej
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Metan w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Gęstość - 0.657 kg/m3
Temperatura topnienia - 183 stopnie Celsjusza
Temperatura wrzenia – -162 stopnie Celsjusza
Temperatura krytyczna – 190.56 K
Idealne właściwości gazu Co2
Co2 lub dwutlenek węgla jest również związkiem węgla złożonym z pojedynczego atomu węgla i dwóch związanych z nim atomów tlenu. Dwutlenek Csrbon jest wydychany przez nas ludzi. Co2 jest również używany jako gaśnica, ponieważ nie wspomaga spalania.
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Co2 w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Idealne właściwości gazu CO2 podano w sekcji podanej poniżej:
Masa molowa- 44.01
Stała gazowa - 0.1889
Cp – 0.846
CV- 0.657
Idealne właściwości gazu helu
Hel jest gazem szlachetnym i ma liczbę atomową 2. Ma tylko jedną powłokę, w której zmieszczą się dwa elektrony. Atom helu jest stabilny, ponieważ powłoka jest pełna i znajduje się w najniższym możliwym stanie energetycznym.
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Hel w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Idealne właściwości gazu helu podano w poniższej sekcji:
Masa molowa – 4
Stała gazowa - 2.07
Cp- 5.9
CV- 3.11
Idealne właściwości gazu azotu
Gazowy azot jest bezbarwnym pierwiastkiem chemicznym. Nie ma zapachu, jest obojętny i niemetaliczny. Idealne właściwości gazu azotu podano w poniższej tabeli.
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Azot w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Masa molowa- 28
Stała gazowa - 0.29
Cp- 1.039
CV- 0.743
Idealne właściwości gazu argonu
Podobnie jak azot, argon jest również bezbarwnym i bezwonnym pierwiastkiem chemicznym. Jest niepalny z natury i nielotny. Należy do rodziny gazów szlachetnych, których zewnętrzna powłoka jest całkowicie wypełniona, co sprawia, że atom jest bardziej stabilny.
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Argon w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Idealne właściwości gazu argonu podano w poniższej sekcji:
Masa molowa- 40
Stała gazowa - 0.2081
Cp- 0.52
CV- 0.31
Idealne właściwości gazu Tlen
Tlen jest gazowym pierwiastkiem chemicznym, który jest również bezwonny i bezbarwny. Oprócz tego możemy powiedzieć, że tlen wspomaga spalanie, ponieważ działa jak utleniacz i do spalania potrzebny jest środek utleniający. Wszyscy wdychamy tlen, aby przeżyć.
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Tlen w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Idealne właściwości gazu tlenu są podane w sekcji podanej poniżej-
Masa molowa- 32
Stała gazowa - 0.25
Cp- 0.918
CV- 0.65
Idealne właściwości gazu propanu
Propan należy do rodziny alkanów. Propan jest związkiem węgla mającym związane z nim trzy atomy węgla i ósmy atom wodoru. Jest to bardzo wyjątkowy element, ponieważ propan jest przyjazny dla środowiska.
Gaz zachowuje się jak gaz doskonały, gdy temperatura jest wysoka, a ciśnienie niskie. Propan w takich warunkach zachowuje się jak gaz doskonały.
Idealne właściwości gazu propanu podano w poniższej sekcji-
Masa molowa- 44
Stała gazowa - 0.1885
Cp- 1.67
CV- 1.49
Zależność ciśnienia od temperatury gazu doskonałego
Ciśnienie i temperatura gazu doskonałego są ze sobą powiązane równaniem podanym w sekcji poniżej:
PV = nRT
Gdzie,
P to ciśnienie gazu doskonałego
V to objętość gazu
n to liczba moli gazu
R jest uniwersalną stałą gazową
T to temperatura gazu w układzie
Cześć… Jestem Abhishek Khambhata, ukończyłem studia B. Tech w inżynierii mechanicznej. Przez cztery lata mojej inżynierskiej pracy projektowałem i latałem bezzałogowymi statkami powietrznymi. Moją mocną stroną jest mechanika płynów i inżynieria cieplna. Mój projekt na czwartym roku polegał na zwiększeniu wydajności bezzałogowych statków powietrznych przy użyciu technologii słonecznej. Chciałbym nawiązać kontakt z ludźmi o podobnych poglądach.