Articles

kémia i

admin december 21, 2021 0 Comment

tanulási célok

végére ez a szakasz, akkor képes lesz arra, hogy:

  • Azonosítani a matematikai közötti kapcsolatok a különböző tulajdonságait gázok
  • Használja az ideális gáz törvény, valamint a kapcsolódó gáz törvények, hogy kiszámolja az értékek, a különböző gázok tulajdonságai alapján meghatározott feltételek

Alatt a tizenhetedik különösen a tizennyolcadik században, hajtott, mind egy vágy, hogy megértsék a természet egy küldetést, hogy lufi, amely tudott repülni (1. Ábra), számos tudós létrehozta a kapcsolatok között a makroszkopikus fizikai tulajdonságai gázok, ez, nyomás, térfogat, hőmérséklet, valamint a gáz mennyiségét. Bár a mérések nem voltak pontos a mai szabványoknak, meg tudták határozni a matematikai közötti kapcsolatok pár ezeket a változókat (pl. nyomás, hőmérséklet, nyomás, térfogat) tartani az ideális gáz—egy elméleti konstrukció, hogy a valódi gázok hozzávetőleges bizonyos feltételek mellett. Végül ezeket az egyes törvényeket egyetlen egyenletbe egyesítették—az ideális gáztörvénybe -, amely a gázok gázmennyiségeit érinti, és nagyon pontos az alacsony nyomásokra és a mérsékelt hőmérsékletekre. Megvizsgáljuk az egyes kapcsolatok legfontosabb fejleményeit (pedagógiai okokból nem egészen történelmi sorrendben), majd összeállítjuk őket az ideális gáztörvénybe.

ez a szám három képet tartalmaz. Az a kép egy fekete-fehér kép egy hidrogénballonról, amelyet látszólag egy embercsoport leeresztett. A b képen egy kék, arany és piros léggömböt tartanak a földre kötelekkel, miközben egy platform felett helyezkednek el, ahonnan füst emelkedik a léggömb alatt. A c-ben egy kép szürkén jelenik meg egy felfújt léggömb őszibarack színű háttérén, függőleges csíkozással a levegőben. Úgy tűnik, hogy egy kosár csatlakozik az alsó oldalán. Egy nagy, impozáns épület jelenik meg a háttérben.

1.ábra. 1783-ban az első (a) hidrogénnel töltött ballon repülés, (b) személyzettel ellátott hőlégballon repülés, és (c) személyzettel hidrogénnel töltött ballon repülés történt. Amikor az a) pontban ábrázolt hidrogénnel töltött ballon leszállt, Gonesse rémült lakói állítólag vasvillákkal és késekkel pusztították el. Az utóbbi elindítását állítólag 400 000 ember látta Párizsban.

nyomás és hőmérséklet: az Amontonok törvénye

képzelje el, hogy egy nyomásmérőhöz rögzített merev tartályt megtölt egy gázzal, majd lezárja a tartályt, hogy ne kerüljön gáz. Ha a tartályt lehűtik,a benne lévő gáz is hidegebb lesz, és a nyomás csökken. Mivel a tartály merev és szorosan lezárva van, mind a gáz térfogata, mind száma állandó marad. Ha felmelegítjük a gömböt, a benne lévő gáz melegebb lesz (2. ábra), és a nyomás nő.

ez a szám három hasonló diagramot tartalmaz. Az első bal oldali ábrán egy gáz merev gömb alakú tartályát, amelyhez a tetején egy nyomásmérő van rögzítve, egy nagy főzőpohárba helyezzük, világoskék színben, Egy főzőlap tetején. A nyomásmérőn lévő tű balra mutat a mérőműszeren. A diagram jelölt

ábra 2. A hőmérséklet hatása a gáznyomásra: amikor a főzőlap ki van kapcsolva, a gáz nyomása a gömbben viszonylag alacsony. Ahogy a gáz felmelegszik, a gáz nyomása a gömbben nő.

a hőmérséklet és a nyomás közötti összefüggést minden olyan gázmintánál megfigyeljük, amely állandó térfogatra korlátozódik. Egy példa a kísérleti nyomás-hőmérséklet adatok látható egy minta levegő ilyen körülmények között ábrán 3. Megállapítottuk, hogy a hőmérséklet és a nyomás lineárisan összefügg, és ha a hőmérséklet a kelvin skálán van, akkor a P és a t egyenesen arányos (ismét, amikor a gáz térfogata és móljai állandóak); ha a kelvin-skála hőmérséklete egy bizonyos tényezővel nő, akkor a gáznyomás ugyanazzal a tényezővel nő.

ez a szám tartalmaz egy táblázatot és egy grafikont. A táblázatban 3 oszlop és 7 sor található. Az első sor egy fejléc, amely a

3.ábrát jelöli. Állandó térfogat és levegőmennyiség esetén a nyomás és a hőmérséklet egyenesen arányos, feltéve, hogy a hőmérséklet Kelvinben van. (A gáz kondenzációja miatt alacsonyabb hőmérsékleten nem lehet méréseket végezni.) Ha ezt a vonalat alacsonyabb nyomásra extrapolálják, akkor -273 °C-on eléri a 0-os nyomást, ami a kelvin-skálán 0, a lehető legalacsonyabb hőmérséklet, az úgynevezett abszolút nulla.

Guillaume Amontons volt az első, aki empirikusan meghatározta a gáz nyomása és hőmérséklete közötti kapcsolatot (~1700), Joseph Louis Gay-Lussac pedig pontosabban határozta meg a kapcsolatot (~1800). Emiatt, a P-t kapcsolat gázok ismert vagy Amontons törvény vagy Gay-Lussac törvény. Mindkét név alatt kijelenti, hogy egy adott mennyiségű gáz nyomása közvetlenül arányos a kelvin-skála hőmérsékletével, amikor a térfogat állandó. Matematikailag ez lehet írni:

P\propto T\text {, vagy }P=\text{állandó}\szor T\text {, vagy }P=k\times-T

amennyiben ∝ azt jelenti, hogy “arányos”, meg a k arányossági állandó attól függ, hogy az identitás, összeg, valamint a quickmanager a gáz.

zárt, állandó gázmennyiség esetén a \frac{P}{T} arány tehát állandó (azaz \frac{P}{t}=k ). Ha a gáz kezdetben a “Feltétel 1” (P = P1 T = T1), majd a változások, hogy “Feltétel 2” (P = P2, valamint a T = T2), van, hogy \frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}=k \frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}=k, amely csökkenti \frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}. Ez az egyenlet hasznos nyomás-hőmérséklet számítások zárt gáz állandó térfogatú. Vegye figyelembe, hogy a hőmérsékletnek a Kelvin-skálán kell lennie minden gáztörvény-számításhoz (0 a kelvin-skálán, a legalacsonyabb hőmérséklet pedig abszolút nulla). (Azt is vegye figyelembe, hogy legalább háromféleképpen írhatjuk le, hogyan változik a gáz nyomása a hőmérséklet változásakor: használhatunk értéktáblát, grafikont vagy matematikai egyenletet.)

1. példa: a nyomás hőmérsékletváltozásának előrejelzése

egy hajlakk spray – t használnak, amíg üres, kivéve a hajtóanyagot, az izobutángázt.

  1. a dobozon a figyelmeztetés található: “csak 120 °F (48,8 °C) alatti hőmérsékleten tárolandó. Ne égesse el.”Miért?
  2. a tartályban lévő gáz kezdetben 24 °C és 360 kPa, a doboz térfogata 350 mL. Ha a doboz egy olyan autóban marad, amely forró napon eléri az 50 °C-ot, mi az új nyomás a dobozban?
válasz megjelenítése

  1. a doboz állandó térfogatú izobután gázt tartalmaz, tehát ha a hőmérsékletet melegítéssel növelik, a nyomás arányosan növekszik. A magas hőmérséklet magas nyomáshoz vezethet, ami a doboz felrobbanását okozhatja. (Az izobután is éghető, így az égetés a doboz felrobbanását okozhatja.)
  2. nyomásváltozást keresünk az állandó térfogatú hőmérsékletváltozás miatt, tehát az Amontons/Gay-Lussac törvényét fogjuk használni. Figyelembe P1 T1, mint a kezdeti értékek, T2, mint a hőmérséklet, ahol a nyomás ismeretlen, illetve a P2, mint az ismeretlen nyomás, konvertáló °C-K, van:
    \frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}\text{ ami azt jelenti, hogy}\frac{360\text{ kPa}}{297\text{ K}}=\frac{{P}_{2}}{323\text{ K}}
    Átrendezése megoldása ad: {P} _ {2}=\frac{360\text{ kPa}\times 323\cancel{\text{k}}}}}} {297 \ cancel {\text {k}}}}} = 390 \ text{ kPa}

ellenőrizze a tanulást

egy nitrogénminta, N2, 45,0 mL-t foglal el 27 °C-on és 600 torr-on. Milyen nyomás lesz, ha -73 °C-ra hűtik, miközben a térfogat állandó marad?

Show Válasz

400 torr

Hangerő Hőmérséklet: Charles Törvény

Ha kitölt egy léggömb a levegő pecsét, a lufit tartalmaz egy bizonyos mennyiségű levegő légköri nyomáson, 1 atm. Ha a ballont hűtőszekrénybe tesszük, a belsejében lévő gáz hideg lesz, a ballon pedig zsugorodik (bár mind a gáz mennyisége, mind a nyomása állandó marad). Ha nagyon kihűl a léggömb, akkor nagyon összezsugorodik, és felmelegedéskor újra kitágul.

Ez a videó azt mutatja, hogy a gáz hűtése és melegítése hogyan csökkenti vagy növeli a térfogatát.

ezek a példák a hőmérsékletnek egy adott mennyiségű zárt gáz térfogatára gyakorolt hatására állandó nyomáson általában igazak: A hőmérséklet növekedésével a térfogat növekszik, a hőmérséklet csökkenésével csökken. 1 ATM-en mért 1 mólos metángáz-minta térfogat-hőmérsékleti adatait a 4. ábra sorolja fel és mutatja be.

ez a szám tartalmaz egy táblázatot és egy grafikont. A táblázatban 3 oszlop és 6 sor található. Az első sor egy fejléc, amely a

4.ábrát jelöli. A térfogat és a hőmérséklet lineárisan kapcsolódik 1 mól metángázhoz 1 atm állandó nyomáson. Ha a hőmérséklet Kelvinben van, a térfogat és a hőmérséklet egyenesen arányos. A vonal 111 K-nál áll meg, mert a metán ezen a hőmérsékleten cseppfolyósodik; extrapoláláskor metszi a grafikon eredetét, ami abszolút nulla hőmérsékletet jelent.

egy adott mennyiségű gáz állandó nyomáson mért térfogata és hőmérséklete közötti összefüggést Charles törvényének nevezik Jacques Alexandre César Charles francia tudós és ballonrepülő úttörő elismeréseként. Charles törvénye kimondja, hogy egy adott mennyiségű gáz térfogata közvetlenül arányos a kelvin-skála hőmérsékletével, amikor a nyomást állandónak tartják.

Matematikailag ez lehet írni, mint:

a V\propto T\text {, vagy}V=\text{állandó}\cdot T\text {, vagy}V=k\cdot T\text {, vagy}{V}_{1}\text{/}{T}_{1}={V}_{2}\text{/}{T}_{2}

a k arányossági állandó attól függ, hogy az összeget, majd a gáz nyomását.

egy zárt, állandó nyomás gázminta, \frac{V}{T} az állandó (azaz az arány = k), mint a V–T a kapcsolat, ez vezet egy másik formája a Charles törvény: \frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}.

2. példa: A térfogat változásának előrejelzése

hőmérsékleten a CO2 szén-dioxid mintája 0,300 L-t foglal el 10 °C-on és 750 torr-on. Milyen térfogatú lesz a gáz 30 °C-on és 750 torr-on?

válasz megjelenítése

mivel a hőmérsékletváltozás által okozott térfogatváltozást állandó nyomáson keressük, ez Charles törvényének feladata. Figyelembe V1 és T1, mint a kezdeti értékek, T2, mint a hőmérséklet, amelyen a térfogat ismeretlen, V2, mint az ismeretlen térfogat, és konvertáló °C-on k van:

\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}\text{, ami azt jelenti, hogy }\frac{0.300\text{ L}}{283\text{ K}}=\frac{{V}_{2}}{303\text{ K}}

Átrendezése megoldása adja: {V}_{2}=\frac{0.300\text{L}\times \text{303}\mégse{\text{ K}}}{283\mégse{\text{K}}}=0.321\text{ L}

Ez a válasz támogatja a várakozás, a Charles törvény, nevezetesen, ez emeli a gáz hőmérséklete (a 283 K 303 K) állandó nyomás hozam növekedése a mennyiség (a 0.300 L, hogy 0.321 L).

ellenőrizze a tanulást

egy O2 oxigénminta 32,2 mL-t foglal el 30 °C-on és 452 torr-on. Milyen térfogatot fog elfoglalni -70 °C-on és ugyanazt a nyomást?

Show Válasz

21.6 mL

3. Példa: Mérési Hőmérséklet mennyiségi Változás

a Hőmérséklet néha mért gáz hőmérő azáltal, hogy a változás a kötet a gáz, mint a hőmérséklet-változás állandó nyomáson. A hidrogén egy adott hidrogéngáz hőmérőben 150 térfogatú.0 cm3 jég és víz keverékébe merítve (0,00 °C). Forró folyékony ammóniába merítve a hidrogén térfogata azonos nyomáson 131,7 cm3. Keresse meg a forró ammónia hőmérsékletét a kelvin és Celsius skálán.

válasz megjelenítése

a hőmérsékletváltozás által okozott térfogatváltozás állandó nyomáson azt jelenti, hogy Charles törvényét kell használnunk. Figyelembe V1 és T1, mint a kezdeti értékek, T2, mint a hőmérséklet, amelyen a térfogat ismeretlen, V2, mint az ismeretlen térfogat, és konvertáló °C-on k van:

\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}\text{, ami azt jelenti, hogy }\frac{150.0{\text{ cm}}^{3}}{273.15\szöveges{ K}}=\frac{131.7{\text{ cm}}^{3}}{{T}_{2}}

Átrendeződés ad {T}_{2}=\frac{131.7{\mégse{\text{cm}}}^{3}\alkalommal 273.15\text{ K}}{150.0{\mégse{\text{cm}}}^{3}}=239.8\szöveges{ K}

Levonva 273.15 a 239.8 K, úgy találjuk, hogy a hőmérséklet a forráspontú ammónia a Celsius-skála -33.4 °C.

Ellenőrizze A Tanulási

Mi az a kötet, egy minta etán a 467 K-1.1 atm, ha 405 mL-t foglal el 298 K-nál és 1,1 atm-nél?

Show Válasz

635 mL

Térfogat, Nyomás: Boyle-Törvény

Ha részben kitölteni egy légmentes fecskendőbe a levegőt, a fecskendőt tartalmaz egy bizonyos mennyiségű levegő állandó hőmérséklet 25 °C. Ha lassan nyomja be a dugattyút, miközben a hőmérséklet állandó, a gáz a fecskendő van tömörítve kisebb térfogatú, valamint a nyomás növekszik; ha húzza ki a dugattyút, a mennyiség nő, a vérnyomás csökken. Ez a példa a térfogatnak egy adott mennyiségű zárt gáz nyomására gyakorolt hatására általában igaz. A zárt gáz mennyiségének csökkentése növeli a nyomást, a térfogat növelése pedig csökkenti a nyomást. Valójában, ha a térfogat egy bizonyos tényezővel nő, akkor a nyomás ugyanazzal a tényezővel csökken, fordítva. A szobahőmérsékletű levegőminta térfogatnyomási adatait az 5.ábra mutatja.

ez a szám egy diagramot és két grafikont tartalmaz. Az ábra egy M L vagy c C C skálával jelölt fecskendőt mutat, amelynek többszörösei 5-nél kezdődnek, és 30-nál végződnek. A mérések között félúton lévő jelölések is rendelkezésre állnak. A fecskendő tetején egy nyomásmérő található, amelynek skáláját a bal oldalon lévő 40-től a jobb oldalon lévő 5-ig terjedő ötös jelöli. A mérőtű 10 és 15 között nyugszik, kissé közelebb a 15-hez. A fecskendő dugattyúpozíciója körülbelül 10-15 m l vagy c közötti térfogatmérést jelez. az első grafikon

5.ábra. Amikor egy gáz kisebb térfogatot foglal el, nagyobb nyomást fejt ki; ha nagyobb térfogatot foglal el, alacsonyabb nyomást fejt ki(feltételezve, hogy a gáz mennyisége és a hőmérséklet nem változik). Mivel a P és a V fordítottan arányos, az 1/p vs. V gráf lineáris.

A P–t és V–T kapcsolatokkal ellentétben a nyomás és a térfogat nem arányos közvetlenül egymással. Ehelyett a P és V inverz arányosságot mutat: a nyomás növelése a gáz térfogatának csökkenését eredményezi. Matematikailag ezt meg lehet írni:

p\alpha 1\text{/}v\text{ or }p=k\cdot 1\text{/}v\text{ or }P\cdot v=k\text{ or }{P}_{1}{V}_{1}={p}_{2}{V}_{2}

ez az ábra két grafikont mutat. Az a-ban egy grafikon látható a vízszintes tengely térfogatával, a függőleges tengelyen pedig nyomással. A grafikonon egy görbe vonal látható, amely csökkenő tendenciát mutat, csökkenő változási sebességgel. A B-ben egy grafikon látható, amelynek térfogata a vízszintes tengelyen van, egy pedig a függőleges tengelyre gyakorolt nyomással oszlik meg. A grafikon eredetétől kezdődő vonalszakasz pozitív, lineáris tendenciát mutat.

6. ábra. A nyomás és a térfogat közötti kapcsolat fordítottan arányos. a) A P vs. v gráf parabola, míg b) az (1/P) vs. v gráf lineáris.

a K állandó. Grafikusan ezt a kapcsolatot az egyenes vonal mutatja, amely a \left(\frac{1}{p}\right) inverzének ábrázolásakor a térfogat (V) vagy a \left(\frac{1}{V}\right) inverzének a nyomással (V) szemben. Az ívelt vonalakkal rendelkező grafikonokat nehéz pontosan olvasni a változók alacsony vagy magas értékein, és nehezebb használni az elméleti egyenleteknek és paramétereknek a kísérleti adatokhoz való illesztésében. Ezen okok miatt a tudósok gyakran megpróbálják megtalálni a módját, hogy” linearizálják ” adataikat. Ha p versus V-t ábrázolunk, hiperbolát kapunk (lásd a 6.ábrát).

Robert Boyle angol természettudós több mint 300 évvel ezelőtt publikálta először egy adott mennyiségű gáz állandó hőmérsékleten történő térfogatának és nyomásának kapcsolatát. Ezt a Boyle-törvény néven ismert nyilatkozatban foglaljuk össze: egy adott mennyiségű, állandó hőmérsékleten tartott gáz térfogata fordítottan arányos azzal a nyomással, amely alatt mérik.

4. példa: a gázminta térfogata

az 5. ábrán szereplő gázminta térfogata 15,0 mL, 13,0 psi nyomáson. Határozza meg a nyomás a gáz térfogata 7.5 mL, használata:

  1. a P–V diagram Ábra 5
  2. a \frac{1}{P} vs V grafikon, Ábra 5
  3. a Boyle-törvény egyenlet

Hozzászólás a valószínű pontossággal minden módszer.

válasz megjelenítése

  1. becslés a P–V grafikon ad értéket p valahol 27 psi.
  2. a \frac{1}{p} versus v grafikon becslései körülbelül 26 psi értéket adnak.
  3. a Boyle-törvényből tudjuk, hogy egy adott gázminta nyomásának és térfogatának (PV) terméke állandó hőmérsékleten mindig azonos értékű. Ezért van P1V1 = k és P2V2 = k ami azt jelenti, hogy P1V1 = P2V2.

P1 és V1 néven ismert 0,993 atm és 2.40 mL, P2, mint az a nyomás, amelyen a kötet ismeretlen, V2, mint az ismeretlen mennyiség van:

{P}_{1}{V}_{1}={P}_{2}{V}_{2}\text {, vagy }13.0\text{ psi}\alkalommal 15.0\text{ mL}={P}_{2}\alkalommal 7.5\text{ mL}

Megoldása:

{V}_{2}=\frac{13.0\text{ psi}\alkalommal 15.0\mégse{\text{mL}}}{7.5\mégse{\text{mL}}}=26\text{ mL}

több volt nehéz megbecsülni, akkor a P–V diagram, így (a), valószínűleg több pontatlan, mint a (b) vagy (c). A számítás olyan pontos lesz, mint az egyenlet és a mérések lehetővé teszik.

ellenőrizze a tanulást

az 5. ábrán látható gázminta térfogata 30,0 mL, 6,5 psi nyomáson. Határozza meg a kötet a gáz nyomása 11.0 mL, használata:

  1. a P–V diagram Ábra 5
  2. a \frac{1}{P} vs V grafikon, Ábra 5
  3. a Boyle-törvény egyenlet

Hozzászólás a valószínű pontossággal minden módszer.

válasz megjelenítése

  1. körülbelül 17-18 mL
  2. ~18 mL
  3. 17.7 mL

nehezebb volt jól megbecsülni a P–V gráfból, így az (1) valószínűleg pontatlanabb, mint a (2); a számítás ugyanolyan pontos lesz, mint az egyenlet és a mérések lehetővé teszik.

kémia akcióban: légzés és Boyle törvénye

mit csinálsz 20-szor percenként egész életedben, szünet nélkül, és gyakran anélkül, hogy tudomást szereznél róla? A válasz természetesen légzés vagy légzés. Hogy működik? Kiderül, hogy a gáztörvények itt érvényesek. A tüdő veszi a gáz, hogy a szervezetnek szüksége van (oxigén), és megszabadulni a hulladék gáz (szén-dioxid). A tüdő szivacsos, nyújtható szövetből készül, amely tágul és összehúzódik, miközben lélegzik. Belégzéskor a rekeszizom és az interkostális izmok (a bordák közötti izmok) összehúzódnak, kiterjesztik a mellüregét, és nagyobb lesz a tüdő térfogata. A térfogat növekedése a nyomás csökkenéséhez vezet (Boyle törvénye). Ez okozza a levegő áramlását a tüdőbe (a nagy nyomástól az alacsony nyomásig). Kilégzéskor a folyamat megfordul: A rekeszizom és a bordaizmok ellazulnak, a mellüreg összehúzódik, a tüdő térfogata csökken, ami a nyomás növekedését okozza (Boyle törvénye ismét), és a levegő a tüdőből áramlik ki (a magas nyomástól az alacsony nyomásig). Ezután újra és újra lélegzik, és ismét megismétli ezt a Boyle-féle törvényciklust egész életében (7.ábra).

ez az ábra az emberi fej és a törzs keresztmetszetének két ábráját tartalmazza. A bal oldali első diagram

7.ábra. A légzés azért következik be, mert a táguló és összehúzódó tüdő térfogata kis nyomáskülönbségeket okoz a tüdő és a környezet között, ami a levegőt a tüdőbe szívja és kiszorítja.

Mol gáz és térfogat: Avogadro törvénye

az olasz tudós, Amedeo Avogadro 1811-ben hipotézist vezetett be a gázok viselkedésének figyelembevétele érdekében, kijelentve, hogy az azonos hőmérsékleti és nyomási körülmények között mért összes gáz egyenlő mennyisége azonos számú molekulát tartalmaz. Idővel ez a kapcsolat által támogatott számos kísérleti megfigyelések által kifejezett Avogadro-törvény: A zárt gáz, a térfogat (V) száma a mol (n) egyenesen arányos, ha a nyomás hőmérséklet mindkét állandó marad.

egyenlet formájában ez a következőképpen íródott:

\begin{array}{ccccc}V\propto n& \text {, vagy}& V=k\n& \text {, vagy}& \frac{{V}_{1}}{{n}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{n}_{2}}\end{array}

Matematikai kapcsolatok is meghatározni, a többi változó párokat, például a P n, s n, szemben a T.

Látogassa meg ezt az interaktív PhET szimuláció link, hogy vizsgálja meg a kapcsolatok között, nyomás, térfogat, hőmérséklet. és a gáz mennyisége. Használja a szimulációt, hogy megvizsgálja az egyik paraméter megváltoztatásának hatását a másikra, miközben a többi paramétert állandónak tartja (az előző szakaszokban leírtak szerint a különböző gáztörvényekről).

Az Ideális Gáz Törvény

ez A pont, négy külön törvények már tárgyalt, amelyek nyomás, térfogat, hőmérséklet, valamint a száma mol gáz:

  • a Boyle-törvény: PV = állandó állandó T, n
  • Amontons törvénye: \frac{P}{T} = állandó állandó V n
  • Charles törvény: \frac{V}{T} = állandó állandó O s n
  • Avogadro-törvény: \frac{V}{n} = állandó állandó O s T

Ötvözi a négy törvények hozamok az ideális gáz törvény, a kapcsolat a nyomás, térfogat, hőmérséklet, valamint száma mol a benzin:

PV=nem integrált foglalási

ahol P a nyomás a gáz, V a térfogata, n az a szám, a mol, a benzin, T a hőmérséklet, a kelvin-skála, valamint a K egy állandó úgynevezett ideális gáz állandó vagy az egyetemes gázállandó. A nyomás, térfogat és hőmérséklet kifejezésére használt egységek határozzák meg a gázállandónak a méretanalízis által megkövetelt megfelelő formáját, a leggyakrabban előforduló értékek 0,08206 l atm mol–1 K–1 és 8,314 kPa l mol–1 K–1.

azok a gázok, amelyek P, V és T tulajdonságait pontosan az ideális gáztörvény (vagy a többi gáztörvény) írja le, azt mondják, hogy ideális viselkedést mutatnak, vagy megközelítik az ideális gáz tulajdonságait. Az ideális gáz egy hipotetikus konstrukció, amelyet a kinetikus molekuláris elmélettel együtt lehet használni a gáztörvények hatékony magyarázatára, amint azt a fejezet későbbi modulja leírja. Bár az ebben a modulban bemutatott összes számítás ideális viselkedést feltételez, ez a feltételezés csak viszonylag alacsony nyomású és magas hőmérsékletű gázok esetén ésszerű. A fejezet utolsó moduljában egy módosított gáztörvényt vezetünk be, amely a sok gáz esetében viszonylag magas nyomáson és alacsony hőmérsékleten megfigyelt nem ideális viselkedést jelenti.

Az ideális gáz egyenlet tartalmaz öt feltételek, a gázállandó R a változó tulajdonságait, P, V, n, T. Megadása bármely négy ezek a feltételek lehetővé teszik használata az ideális gáz törvény kiszámításához az ötödik kifejezés, amint azt a következő példa gyakorlatok.

5. példa: az ideális gáztörvény használata

metán, CH4, alternatív autóipari üzemanyagként használják a benzin helyettesítésére. Egy gallon benzin helyettesíthető 655 g CH4-vel. Mekkora a metán mennyisége 25 °C-on és 745 torr-on?

Show Válasz

Mi kell rendezni PV = nem integrált foglalási megoldani V: V=\frac{nem integrált foglalási}{P}

Ha úgy dönt, hogy használja R = 0.08206 L atm-mol–1 K–1, akkor az összeg a mol, a hőmérséklet kell, hogy legyen a kelvin, aztán nyomás az atm-et.

átváltják a “jobb” egység:

n=655\text{g}\mégse{{\text{LSZ}}_{4}}\times \frac{1\text{mol}}{16.043{\mégse{\text{g CH}}}_{4}}=40.8\szöveges{ mol}
T=25^\circ{\text{ C}}+273=298\text{ K}
P=745\mégse{\text{torr}}\times \frac{1\text{atm}}{760\mégse{\text{torr}}}=0.980\text{ atm}
V=\frac{nem integrált foglalási}{P}=\frac{\left(40.8\mégse{\text{mol}}\right)\left(0.08206\text{ L}\mégse{{\text{atm mol}}^{-1}{\text{K}}^{{-1}}}\right)\left(298\mégse{\text{ K}}\right)}{0.980\mégse{\text{atm}}}=1.02\alkalommal {10}^{3}\text{ L}

Ez lenne szükség, 1020 L (269 gal) a gáz-halmazállapotú metán, 1 atm nyomás, hogy cserélje ki az 1 gallon benzin. Ehhez egy nagy tartályra van szükség ahhoz, hogy elegendő metánt tartson 1 atm-en, hogy több liter benzint helyettesítsen.

ellenőrizze a tanulást

Számítsa ki a nyomást 2520 mól hidrogéngáz bar-ban, amelyet 27 °C-on tárolnak egy modern hidrogénüzemű autó 180 L tárolótartályában.

Show Válasz

350 bar

Ha a szám a mol az ideális gáz állandónak alatt két különböző feltételek, hasznos matematikai kapcsolat az úgynevezett kombinált gáz törvény kapott: \frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}} segítségével egység atm, L, K. Mindkét feltételkészlet megegyezik az n × R termékével (ahol n = A gáz móljainak száma, R pedig az ideális gáztörvény állandó).

6. példa: a kombinált gáztörvény használata

ez a fénykép egy búvárt mutat a víz alatt, a hátán egy tartály, a légzőkészülékből felemelkedő buborékok.

8. ábra. A búvárok sűrített levegőt használnak a víz alatti lélegzéshez. (hitel: Mark Goodchild munkájának módosítása)

levegővel töltve, egy tipikus 13 térfogatú búvár tartály.2 L 153 atm nyomással rendelkezik (8.ábra). Ha a víz hőmérséklete 27 °C, akkor hány liter levegőt biztosít egy ilyen tartály a búvár tüdejéhez körülbelül 70 láb mélységben az óceánban, ahol a nyomás 3,13 atm?

show Answer

bérbeadása 1 képviseli a levegő a búvár tartály és 2 képviseli a levegő a tüdőben, és megjegyezve, hogy a testhőmérséklet (a hőmérséklet a levegő lesz a tüdőben) 37 °C, meg kell jegyezni, hogy:

\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}\rightarrow\frac{\left(153\text{ atm}\right)\left(13.2\text{ L}\right)}{\left(300\text{ K}\right)}=\frac{\left(3.13\text{ atm}\right)\left({V}_{2}\right)}{\left(310\text{ K}\right)}

Megoldása a V2:

{V}_{2}=\frac{\left(153\mégse{\text{atm -}}\right)\left(13.2\text{ L}\right)\left(310\text{ K}\right)}{\left(300\text{ K}\right)\left(3.13\mégse{\text{ atm -}}\right)}=667\text{ L}

(Megjegyzés: Felhívjuk figyelmét, hogy ez a konkrét példa az, amelyben az ideális gáz viselkedés feltételezése nem túl ésszerű, mivel viszonylag magas nyomáson és alacsony hőmérsékleten gázokat foglal magában. E korlátozás ellenére a számított térfogat jó “ballpark” becslésnek tekinthető.)

ellenőrizze tanulását

az ammónia mintája 0,250 L-t foglal el laboratóriumi körülmények között 27 °C és 0,850 atm között. Keresse meg a minta térfogatát 0 °C-on és 1,00 atm-en.

válasz megjelenítése

0.538 L

az óceán mélysége és a búvárkodás nyomása közötti kölcsönös függőség

ez a kép színes víz alatti korallokat és anemonokat mutat sárga, narancssárga, zöld és barna színű, kék színű vízzel körülvéve.

9. ábra. A búvároknak, akár a Nagy-korallzátonyon, akár a Karib-térségben, tisztában kell lenniük a felhajtóerővel, a nyomáskiegyenlítéssel és a víz alatt töltött idővel, hogy elkerüljék a testben lévő nyomás alatt álló gázokkal kapcsolatos kockázatokat. (hitel: Kyle Taylor)

akár az Ausztráliai Nagy-korallzátonyon (a 9. ábrán látható), akár a Karib-térségben búvárkodva, a búvároknak meg kell érteniük, hogy a nyomás milyen hatással van számos kényelemmel és biztonsággal kapcsolatos kérdésre.

a nyomás az óceán mélységével növekszik, és a nyomás a búvárok felszínének elérésekor a leggyorsabban változik. A búvár által tapasztalt nyomás a búvár feletti összes nyomás (a vízből és a levegőből) összege. A legtöbb nyomásmérést atmoszféra egységekben adják meg, abszolút atmoszférában vagy Ata-ban kifejezve a búvárközösségben: Minden 33 láb sós víz jelentése 1 ATA nyomás mellett 1 ATA nyomás a légkörből a tengerszint.

Mint egy búvár leszáll, a megnövekedett nyomás okozza, hogy a test légbuborékok a füle, tüdeje tömöríteni; a feljutás, a csökkent nyomás okozza ezeket a légbuborékok bővíteni, esetleg szakadás dobhártyát vagy tele a tüdejét. Búvárok ezért kell alávetni kiegyenlítés hozzáadásával levegő test légterek a süllyedés által normálisan lélegzik, hozzátéve, a levegő, a maszk, a légzés, az orr, vagy a hozzá levegőben, hogy a fül, a melléküregek által kiegyenlítés technikák; a következménye az is igaz, a feljutás, a búvárok kell engednie levegőt a test fenntartása kiegyenlítés.

felhajtóerő, vagy az a képesség, hogy ellenőrizzék, hogy egy búvár süllyed vagy úszik, vezérli a felhajtóerő kompenzátor (BCD). Ha egy búvár emelkedik, a BCD levegője az alacsonyabb nyomás miatt bővül Boyle törvénye szerint (a gázok nyomásának csökkentése növeli a térfogatot). A táguló levegő növeli a búvár felhajtóerejét, és felemelkedik. A búvárnak levegőt kell szellőztetnie a BCD-ből, vagy ellenőrizetlen emelkedést kell kockáztatnia, amely megszakíthatja a tüdőt. Leereszkedéskor a megnövekedett nyomás miatt a BCD levegője összenyomódik, a búvár sokkal gyorsabban süllyed; a búvárnak levegőt kell hozzáadnia a BCD-hez, vagy ellenőrizetlen leereszkedést kell kockáztatnia, sokkal nagyobb nyomással szemben az óceán fenekén.

a nyomás azt is befolyásolja, hogy a búvár mennyi ideig maradhat a víz alatt, mielőtt felemelkedne. A mélyebb, búvár, merülés, a több sűrített levegő, ami lélegzett, mert a megnövekedett nyomás: Ha egy búvár, merülés 33 láb, a nyomás 2 ATA a levegő lenne, tömörített, hogy fele az eredeti kötet. A búvár kétszer olyan gyorsan használja fel a rendelkezésre álló levegőt, mint a felszínen.

normál hőmérsékleti és nyomási feltételek

láttuk, hogy egy adott gázmennyiség térfogata és egy adott gázmennyiségben lévő molekulák (molok) száma a nyomás és a hőmérséklet változásával változik. A vegyészek néha összehasonlítják a gázok jelentési tulajdonságainak standard hőmérsékletét és nyomását (STP): 273,15 k és 1 atm (101,325 kPa). Az STP-nél az ideális gáz térfogata körülbelül 22,4 L-ezt standard moláris térfogatnak nevezik (10.ábra).

ez az ábra három léggömböt mutat, amelyek mindegyike H e, N H index 2, illetve O alsó index 2. Az első léggömb alatt a

10.ábra található. Mivel egy adott gázmennyiségben a mólok száma nyomás-és hőmérsékletváltozással változik, a vegyészek standard hőmérsékletet és nyomást (273,15 K és 1 atm vagy 101,325 kPa) használnak a gázok tulajdonságainak bejelentésére.

kulcsfogalmak és összefoglaló

a gázok viselkedését több törvény is leírhatja tulajdonságaik kísérleti megfigyelései alapján. Egy adott mennyiségű gáz nyomása közvetlenül arányos abszolút hőmérsékletével, feltéve, hogy a térfogat nem változik (Amontonok törvénye). Egy adott gázminta térfogata közvetlenül arányos az abszolút hőmérsékletével állandó nyomáson (Charles törvénye). Egy adott mennyiségű gáz térfogata fordítottan arányos a nyomásával, ha a hőmérsékletet állandónak tartják (Boyle törvénye). Azonos hőmérsékleti és nyomási körülmények között az összes gáz egyenlő térfogata azonos számú molekulát tartalmaz (Avogadro törvénye).

az e törvényeket leíró egyenletek Az ideális gáztörvény speciális esetei, PV = nRT, ahol P A gáz nyomása, V a térfogata, n a gáz móljainak száma, T a kelvin hőmérséklete, R pedig az ideális (univerzális) gázállandó.

Key egyenletek

  • PV = nRT

gyakorlatok

  1. néha elhagyja a kerékpár a nap egy forró napon okoz blowout. Miért?
  2. magyarázza el, hogyan változik a búvár által kimerült buborékok térfogata (8. ábra), amikor a felszínre emelkednek, feltételezve, hogy érintetlenek maradnak.
  3. az egyik módja annak, hogy Boyle törvénye ” minden más dolog egyenlő, a gáz nyomása fordítottan arányos a térfogatával.”
    1. mit jelent a ” fordítottan arányos?”
    2. mik azok a” más dolgok”, amelyeknek egyenlőnek kell lenniük?
  4. az Avogadro törvényének alternatív módja: “minden más dolog egyenlő, a gázban lévő molekulák száma közvetlenül arányos a gáz térfogatával.”
    1. mit jelent a “közvetlenül arányos?”
    2. mik azok a” más dolgok”, amelyeknek egyenlőnek kell lenniük?
  5. hogyan változna a 4. ábrán látható grafikon, ha a görbe meghatározásához használt mintában a Mol gáz száma megduplázódna?
  6. hogyan változna az 5. ábrán látható grafikon, ha a görbe meghatározásához használt mintában a gáz móljainak száma megduplázódna?
  7. az 5. ábrán található adatok mellett milyen egyéb információkra van szükségünk ahhoz, hogy megtaláljuk a grafikon meghatározásához használt levegőminta tömegét?
  8. A 4.ábra segítségével határozza meg 1 mol CH4 gáz térfogatát 150 K-nál és 1 atm-nél.
  9. Meghatározza a nyomás a gáz a fecskendő Ábra 5, ha a kötet 12.5 mL, használata:
    1. a megfelelő grafikon
    2. a Boyle-törvény
  10. Egy spray-vel használni, amíg üres, kivéve a hajtóanyag benzin, amely nyomás 1344 torr 23 °C. Ha a dobott a tűzbe (T = 475 °C), mi lesz a nyomás a meleg?
  11. mekkora a szén-monoxid, CO 11,2 L-es mintájának hőmérséklete 744 torr-nál, ha 55 °C-on 13,3 L-t és 744 torr-t foglal el?
  12. A 2.50-L a -196 °C-on mért hidrogén térfogatát 100 °C-ra melegítjük.Számítsa ki a gáz térfogatát magasabb hőmérsékleten, feltételezve, hogy nincs nyomásváltozás.
  13. egy léggömb felfújt három légvételű levegő térfogata 1,7 L. ugyanazon a hőmérsékleten és nyomáson, mi a léggömb térfogata, ha további öt azonos méretű lélegzetet adunk a ballonhoz?
  14. egy időjárási ballon 8,80 mól héliumot tartalmaz 0,992 atm nyomáson, talajszinten pedig 25 °C hőmérsékleten. Mekkora a léggömb térfogata ilyen körülmények között?
  15. egy gépjármű légzsák térfogata 66,8 L volt, amikor 25 °C-on felfújták 77,8 g nitrogéngázzal. Mi volt a nyomás a zsákban a kPa-ban?
  16. hány MOL gáz-bór-trifluorid, BF3, tartalmaz egy 4,3410-L izzót 788,0 K-nál, ha a nyomás 1,220 atm? Hány gramm BF3?
  17. jód, I2, egy szilárd szobahőmérsékleten, de szublimes (átalakítja egy szilárd gáz), ha melegítjük. Mi a hőmérséklet egy 73,3 mL-es izzóban, amely 0,292 g I2 gőzt tartalmaz 0,462 atm nyomáson?
  18. hány gramm gáz van jelen a következő esetek mindegyikében?
    1. 0.100 L a CO2 307 torr 26 °C
    2. 8.75 L C2H4, a 378.3 kPa 483 K
    3. 221 mL Ar at 0.23 torr, valamint -54 °C-on
  19. A nagy magasságban a léggömb tele van 1.41 × 104 L hidrogén hőmérséklete 21 °C, a nyomás 745 torr. Mekkora a ballon térfogata 20 km magasságban, ahol a hőmérséklet -48 °C, a nyomás pedig 63,1 torr?
  20. egy orvosi oxigénpalack térfogata 35,4 L, O2-t tartalmaz 151 atm nyomáson és 25 °C hőmérsékleten. Milyen mennyiségű O2-nek felel meg ez normál testhelyzetben, azaz 1 atm – ben és 37 °C-on?
  21. egy 18 l térfogatú nagy búvártartályt (8.ábra) 220 bar nyomásra értékelnek. A tartály 20 °C-on van feltöltve, és elegendő levegőt tartalmaz ahhoz, hogy 1860 L levegőt szállítson egy búvár számára 2,37 atm nyomáson (45 láb mélységben). A tartályt 20 °C-on töltötték fel?
  22. egy 11,34 kg bután, C4H10 tartalmú 20,0 L-es hengert nyitottak a légkörbe. Számítsuk ki a tömeg a gáz maradt a henger ha nyitott a gáz szökött meg, amíg a nyomás a henger egyenlő volt a légköri nyomás, 0.983 atm, a hőmérséklete 27 °C.
  23. Amíg pihen, az átlagos 70 kg-os ember férfi fogyaszt, 14 liter tiszta O2 / óra 25 °C, 100 kPa. Hány mól O2-t fogyaszt egy 70 kg-os ember, miközben 1,0 órán át pihen?
  24. egy adott mennyiségű gáz esetében, amely ideális viselkedést mutat, rajzoljon jelölt grafikonokat:
    1. A P variációja V
    2. a v variációja t
    3. A P variációja t
    5. rac{1}{p} variációja v
  26. egy liter metángáz, CH4, az STP-nél több hidrogénatomot tartalmaz, mint egy liter tiszta hidrogéngáz, H2, az STP-nél. Az Avogadro törvényének kiindulási pontként történő használata magyarázza el,miért.
  27. a klórozott-fluorozott szénhidrogének (például a CCl2F2) hatása az ózonréteg kimerülésére jól ismert. A klórozott-fluorozott szénhidrogének helyettesítőinek, például a CH3CH2F(g) használata nagymértékben korrigálta a problémát. Számítsuk ki a kötet által elfoglalt 10.0 g minden ilyen vegyületek a STP:
    1. CCl2F2(g)
    2. CH3CH2F(g)
  28. 1 g a radioaktív elem rádium bomlik több, mint 1 év, termel 1.16 × 1018 alfa-részecskék (hélium atommagok). Minden alfa-részecske héliumgáz atomjává válik. Mi a nyomás a Pascal-ban a héliumgázban, ha 125 mL térfogatot foglal el 25 °C hőmérsékleten?
  29. egy 21 °C-on 100,21 L-es és 0,981 atm-es léggömb szabadul fel, amely alig tisztítja meg a Brit Columbia-i Mount Crumpet tetejét. Ha a ballon végső térfogata 144,53 L, 5,24 °C hőmérsékleten, milyen nyomást gyakorol a ballon, amikor törli a Crumpet-hegyet?
  30. ha egy meghatározott mennyiségű gáz hőmérséklete állandó térfogatban megduplázódik, mi történik a nyomással?
  31. ha egy meghatározott mennyiségű gáz térfogata állandó hőmérsékleten megháromszorozódik, mi történik a nyomással?
kiválasztott válaszok

2. Ahogy a buborékok emelkednek, a nyomás csökken, így térfogatuk növekszik, amint azt Boyle törvénye javasolja.

4. A válaszok a következők:

  1. a gázban lévő részecskék száma növekszik a térfogat növekedésével. Ez a kapcsolat lehet írni, mint n = állandó × V. Ez egy közvetlen kapcsolat.
  2. a hőmérsékletet és a nyomást állandónak kell tartani.

6. A görbe jobbra és feljebb lenne, de ugyanaz az alapforma.

8. Az ábra a hőmérséklet függvényében 1 mol CH4 gáz változását mutatja. A grafikon azt mutatja, hogy a kötet körülbelül 16,3-16,5 L.

10. Az első dolog, amit fel kell ismerni erről a problémáról, az, hogy a gáz térfogata és móljai állandóak maradnak. Így tudjuk használni a kombinált gáz törvény egyenlet formában:

\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}=\frac{{P}_{1}}{{T1}_{}}

{P}_{2}=\frac{{P}_{1}{T}_{2}}{{T}_{1}}=1344\text{ torr}\times \frac{475+273.15}{23+273.15}=3.40\szer {10}^{3}\text{torr}

12. Alkalmazza Charles törvényét a gáz térfogatának magasabb hőmérsékleten történő kiszámítására:

  • v1 = 2.50 L
  • T1 = -193 °C = 77.15 k
  • v2 = ?
  • T2 = 100 °C = 373.15 K

\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}

{V}_{2}=\frac{{V}_{1}{T}_{2}}{{T}_{1}}=\frac{2.50\text{ L}\times 373.15\cancel{\text{K}}}{77.15\cancel{\text{K}}}=12.1\text{ L}

14. PV = nRT

V=\frac{nRT}{P}=\frac{8.80\cancel{\text{mol}}\times 0.08206\text{ L}\cancel{\text{atm}}{\cancel{\text{mol}}}^{{-1}}\cancel{{\text{K}}^{{-1}}}\times 298.15\cancel{\text{K}}}{0.992\cancel{\text{atm}}}=217\text{ L}

16. n=\frac{PV}{RT}\frac{1.220\cancel{\text{atm}}\left(4.3410 \ text{l}\right)} {\left (0.08206 \ text{l} \ cancel {\text{atm}}} \ text{ mol}{{-1}}^{}\cancel{{\text{K}}^{{-1}}}\right)\left(788.0\cancel{\text{K}}\right)}=0.08190\text{mol}=8.190\idők {10}^{{-2}}\text{mol}

n \ times \ text{molar mass} = 8.190 \ times {10}^{{-2}}\cancel {\text{mol}} \ times 67.8052 \ text{g} {\cancel {\text{mol}}}^{{-1}}=5.553\szöveg{g}

18. Ezen problémák mindegyikében térfogatot, nyomást és hőmérsékletet kapunk. Ebből az információból mólokat szerezhetünk a m = nℳ moláris tömeg segítségével, ahol ℳ a moláris tömeg:

P,V,T\,\,\,{\xrightarrow{n=PV\text{/}RT}}\,\,\,n,\,\,\,{\xrightarrow{m=n\left(\text{moláris tömeg}\jobbra)}}\,\,\,\szöveges{g}

vagy lehet kombinálni ezeket az egyenleteket megszerezni:

\text{tömeg}=m=\frac{PV}{RT}\alkalommal ℳ

  1. \begin{array}{l}\\307\mégse{\text{torr}}\times \frac{1\text{atm}}{760\mégse{\text{torr}}}=0.4039\text{ atm }25^\circ{\text{ C}}=299.1 \text{ K}\\ \text{Tömeg}=m=\frac{0.4039\mégse{\text{atm -}}\left(0.100\mégse{\text{L}}\right)}{0.08206\cancel{\text{L}}\cancel{\text{atm}}{\text{mol}}^{{-1}}\cancel{{\text{K}}^{{-1}}}\left(299.1\cancel{\text{K}}\right)}\szer 44.01\text{g}{\text{mol}}^{{-1}}=7.24\szer {10}^{{-2}}\szöveges{g}\end{array}
  2. \text{Mass}=m=\frac{378.3\cancel{\text{kPa}}\left(8.75\cancel{\text{L}}\right)}{8.314\cancel{\text{L}}\cancel{\text{kPa}}{\text{mol}}^{{-1}}\cancel{{\text{K}}^{{-1}}}\left(483\cancel{\text{K}}\right)}\szer 28.05376\text{ g}{\text{mol}}^{{-1}}=23.1\szöveges{g}
  3. \begin{array}{l}\\ \\ 221\mégse{\text{mL}}\times \frac{1\text{L}}{1000\mégse{\text{mL}}}=0.221\text{L}-54^{\circ}\text{C}+273.15=219.15\text{K}\\ 0.23\mégse{\text{torr}}\times \frac{1\text{atm}}{760\mégse{\text{torr}}}=3.03\alkalommal {10}^{{-4}}\szöveges{atm}\\ \text{Tömeg}=m=\frac{3.03\alkalommal {10}^{{-4}}\cancel{\text{atm}}\left(0.221\cancel{\text{L}}\right)}{0.08206\cancel{\text{L}}\cancel{\text{atm}}{\text{mol}}^{{-1}}\cancel{{\text{K}}^{{-1}}}\left(219.15\cancel{\text{K}}\right)}\szer 39.978\text{ g}{\text{mol}}^{{-1}}=1.5\szer {10}^{{-4}}\szöveges{g}\end{array}

20. \frac{{p} _ {2}} {T} _ {2}} = \ frac {p} _ {1}} {T} _ {1}}

T2 = 49, 5 + 273, 15 = 322.65 K

{P} _ {2} = \ frac{{p} _ {1}{T} _ {2}} {T} _ {1}}} = 149,6 \ text{atm} \ times \ frac{322,65}{278,15} = 173,5 \ text{ atm}

22. Számítsa ki a bután mennyiségét 20,0 L-ben 0,983 atm-en és 27°C-on. n= \ frac{PV} {RT} = \ frac{0,983 \ cancel {\text{atm}}} \ times 20.0\cancel{\text{L}}}{0.08206\cancel{\text{L}}\cancel{\text{atm}}{\text{mol}}^{{-1}}\cancel{{\text{K}}^{{-1}}}\left(300.1\cancel{\text{K}}\right)}=0.798\text{mol} Bután tömege = 0,798 mol × 58,1234 g/mol = 46,4 g

24. Az ideális viselkedést mutató gáz számára: kép

26. A térfogat a következő:

  1. határozza meg a ccl2f2 moláris tömegét, majd számolja ki a jelen lévő ccl2f2(g) móljait. Használja az ideális gáz törvény PV = nem integrált foglalási kiszámításához a kötet a CCl2F2(g):
    \text{10.0 g }{\text{CCl}}_{2}{\text{F}}_{2}\times \frac{1\text{ mol}{\text{CC1}}_{2}{\text{F}}_{2}}{120.91\szöveges{ g }{\text{CCl}}_{2}{\text{F}}_{2}}=0.0827\szöveges{ mol }{\text{CCl}}_{2}{\text{F}}_{2}
    PV = nem integrált foglalási, ahol n = # mol CCl2F2
    1\text{ atm }\alkalommal V=0.0827\text{ mol }\times \frac{0.0821\text{ L atm}}{\text{mol K}}\alkalommal 273\text{ K}=1.85\text{ L }{\text{CCl}}_{2}{\text{F}}_{2};
  2. 10.0\text{ g }{\text{LSZ}}_{3}{\text{LSZ}}_{2}\text{F}\times \frac{1\text{ mol }{\text{LSZ}}_{3}{\text{LSZ}}_{2}\text{F}}{48.07{\text{ g CH}}_{3}{\text{LSZ}}_{2}\text{F}}=0.208\text{ mol }{\text{LSZ}}_{3}{\text{LSZ}}_{2}\text{F}
    PV = nem integrált foglalási n = # mol CH3CH2F
    1 atm × V = 0.208 mol × 0.0821 L atm/mol K × 273 K = 4.66 L CH3 CH2 F

28. Határozza meg a probléma változóit, és határozza meg, hogy a kombinált gáztörvény \ frac{{p} _ {1}{V} _ {1}}{{T} _ {1}}} = \ frac {p} _ {2}{V} _ {2}} {{T} _ {2}}} a probléma megoldásához szükséges egyenlet. Ezután oldja meg a P2:

\begin{array}{rcl}{}\frac{0.981\text{ atm}\times 100.21\text{ L}}{294\text{ K}}&&\FRAC{{p}_{2}\times 144,53\text{ l}}{278,24\text{ ATM}}}\\ {p}_{2}&&0,644\text{ ATM}\end{array}

30. A nyomás 3-mal csökken.

Szójegyzék

abszolút nulla: hőmérséklet, amelyen a gáz térfogata nulla lenne Charles törvénye szerint.

Amontons törvénye: (is, Gay-Lussac törvénye) egy adott számú MOL gáz nyomása közvetlenül arányos a kelvin hőmérsékletével, amikor a térfogat állandó

Avogadro törvénye: a gáz térfogata állandó hőmérsékleten és nyomás arányos a gázmolekulák számával

Boyle törvénye: mennyisége egy adott számú mol a benzin tartott állandó hőmérsékleten fordítottan arányos a nyomással, amely alapján mérik,

Charles törvény: mennyisége egy adott számú mol a benzin egyenesen arányos a kelvin hőmérséklet, amikor a nyomás állandó értéken kell tartani

ideális gáz: elméleti gáz, akinek a fizikai tulajdonságok tökéletesen leírta a gáz törvények

ideális gáz állandó (K): állandó származik az ideális gáz egyenlet R = 0.08226 L atm-mol–1 K–1, vagy 8.314 L kPa mol–1 K–1

ideális gáz törvény: kapcsolat a nyomás, mennyiség, összeg, illetve a hőmérséklet, a gáz feltételek mellett, amelyek a kombináció az egyszerű gáz törvények

normál körülmények között a hőmérséklet, a nyomás (STP): 273.15 K (0 °C), 1 atm (101.325 kPa)

standard moláris hangereje: 1 mól gáz STP, körülbelül 22.4 L gázok viselkedése ideális

admin

Related Posts

fysisk Geologi

január 7, 2022

Geología física

január 7, 2022

Géologie physique

január 7, 2022

Geologia fisica

január 7, 2022

geologia fizică

január 7, 2022

fizikai Geológia

január 7, 2022

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük