Gaz ideal: model, comportament, exemple

un gaz ideal sau un gaz perfect este unul în care forța de atracție sau repulsura moleculară între particulele care o compun, prin urmare, este considerată nesemnificativă toate acestea interne Energia este cinetică, adică energia asociată cu mișcarea.

Într-un gaz, particulele sunt de obicei departe de unele De alții, deși din când în când au lovit între ele și cu zidurile containerului.

DIV id = „684F7A61A9″> 989932D7DC „

În gazul ideal, particulele sunt îndepărtate unul de celălalt

pe de altă parte, în gazul ideal nu contează dimensiunea sau masa particulelor , deoarece se presupune că volumul ocupat de ei este foarte mic în comparație cu volumul gazului în sine.

este, desigur, este doar o aproximare, deoarece, în realitate, există întotdeauna un anumit grad de interacțiune între atomi și. Molecule De asemenea, știm că particulele ocupă spațiu și au aluat.

div id = „E67D7B410A”>

Fără a aduce atingere acestor ipoteze, funcționează destul de bine în multe cazuri, cum ar fi în moleculară scăzută Greutate de gaze, într-o gamă bună de presiuni și temperaturi. Cu toate acestea, gazele cu greutate moleculară mare, în special la presiuni mari sau la temperaturi scăzute, nu se comportă la toate gazele ideale și alte modele create în scopul descrierii ei mai precis.

Primele experimente

Legile care guvernează gazele sunt empirice, adică din experimentare. Cele mai notabile experimente au fost efectuate în secolul al XVII-lea, XVIII și începutul secolului al XIX-lea.

În primul rând sunt cele ale lui Robert Boyle (1627-1691) și Edme Mariotte (1620-1684), cei care independent a modificat presiunea într-un gaz și a înregistrat modificarea volumului, constatarea că au fost invers proporționale: la o presiune mai mare, un volum mai mic.

divid = „48dcbc83c3”

Robert Booyle

divid id = „E67D7B410A”>

Amadeo avogadro (1776-1856) a descoperit că două volume identice de gaze diferite pe care le conțineau aceeași cantitate de particule, atâta timp cât presiunea și temperatura au fost aceleași. Și în cele din urmă, Joseph de homosexualul Lussac (1778-1850), el a spus că prin menținerea volumului fix, presiunea într-un gaz este direct proporțională cu temperatura.

Legile ideale de gaze

Aceste descoperiri sunt exprimate prin formule simple, apelând la presiune, V la volum, N numărul de particule și t temperatura ideală a gazului:

Legea lui Boyle-Mariotte

atâta timp Pe măsură ce temperatura este fixată, apare următoarele:

p⋅v = constantă

Charles Legea

Când gazul este sub presiune constantă:

v / t = constantă

LUMSAC HOAY

Păstrarea gazului la un volum fix este adevărat că:

P / t = Constant

Avogadro Legea

Volumele identice ale gazelor, în aceleași condiții de presiune și temperatură au același număr de particule. Prin urmare, putem scrie:

v α n

unde n este numărul de particule și α este simbolul proporționalității.

Modelul ideal de gaz

Modelul de gaze ideal descrie un gaz care:

– atunci când particulele interacționează, fac pentru o perioadă foarte scurtă, prin șocuri elastice, în care impetuos și energie sunt păstrate cinetica.

Particulele constitutive

-SUS sunt punctuale, cu alte cuvinte, diametrul său este mult mai mic decât distanța medie pe care o conduc prin una și o altă coliziune.

– Forțele intermoleculare sunt inexistente.

– energia cinetică este proporțională cu temperatura.

Gazele monatomice – atomii care nu sunt legați între greutatea moleculară da- și scăzută, în condiții de presiune și temperatură standard (presiune atmosferică și temperatura de 0 ° C), au un comportament astfel încât modelul de gaz ideal este o descriere foarte bună pentru ei.

Ecuația ideală de stare a gazului

Legile Gazele înainte de enunțate sunt combinate pentru a forma ecuația generală care guvernează comportamentul ideal de gaz:

v α n

prin urmare: prin urmare:

v α n⋅t

În plus, a Legii Boyle:

v = constant / p

Apoi putem afirma că:

v = (constantă xn⋅t) / p

constanta se numește constanta gazelor și este notată prin litera R.Cu aceste alegeri, ecuația ideală de stare a gazului relatează patru variabile care descriu starea gazului, și anume N, R, P și T, rămânând:

P⋅V = N⋅R⋅T

Această ecuație relativ simplă este în concordanță cu legile gazelor ideale. De exemplu, dacă temperatura este constantă, ecuația este redusă la legea lui Boyle-Mariotte.

Constanța de gaz

așa cum am spus înainte, în condiții standard de temperatură și Presiune, aceasta este, la 0 ° C (273,15 k) și 1 atmosferă de presiune, comportamentul multor gaze este aproape de gazul ideal. În aceste condiții, volumul de 1 mol de gaz este 22,414 l.

într-un astfel de caz:

r = (P⋅V) / (N⋅t) = (1 ATMN X 22.414 L) / (1 mol 273,15 k) = 0,0821 atm ⋅ l / mol ⋅ k

Constanta gazului poate fi, de asemenea, exprimată în alte unități, de exemplu în sistemul internațional dacă merită :

r = 8,314 J⋅ MOL-1⋅ K-1

Atunci când o problemă este rezolvată de legea gazelor ideale, este convenabil să se acorde atenție unităților în care Constata este exprimată, deoarece putem vedea, există multe posibilități.

comportament al unui gaz ideal

așa cum am spus, orice gaz în condiții standard de presiune și temperatură și asta Este o greutate moleculară mică, se comportă foarte atent la gazul ideal. Prin urmare, ecuația P⋅V = N⋅r⋅t este aplicabilă pentru a găsi relația dintre cele patru variabile care o descrie: N, P, V și T.

În acest fel ne putem imagina o parte din gazul ideal închis într-un recipient și format de particule mici, care, ocazional, se ciocnesc unul cu celălalt și cu pereții containerului, întotdeauna elastic.

este ceea ce vedem în următoarea animație a unei porțiuni de heliu, un gaz nobil și monoatomic:

Helium este un gaz nobil, o porțiune de atomi de heliu într-un recipient este prezentată în animație. Cei roșii servesc pentru a distinge mai bine mișcarea. Sursa: Wikimedia Commons.

Exemple de gaze ideale

Un gaz ideal este un gaz ipotetic, adică este o idealizare Cu toate acestea, în practică, mulți gaze se comportă într-un mod foarte apropiat, făcându-l posibil pentru modelul P⋅V = N⋅r⋅t aruncă rezultate foarte precise.

gaze nobile

exemplu de gaze care se comportă ca fiind ideale în condiții standard sunt gaze nobile, precum și gaze luminoase: hidrogen, oxigen și azot.

balonul aerostatic

Modelul de gaze ideal explică modul în care balonul aerostatic se ridică. Sursa: Wikimedia Commons.

la balonul de aer din Figura 1 Legea Charles poate fi aplicată: gazul este încălzit, prin urmare aerul care umple balonul se extinde și, ca o consecință, se ridică.

H3> Helium Balloons

Helium este, împreună cu hidrogen, cel mai comun element din univers și totuși este rar pe Pământ. Deoarece este un gaz nobil, este inert, spre deosebire de hidrogen, de aceea baloanele pline de heliu sunt foarte folosite ca elemente decorative.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *