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 „
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”
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:
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
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.