Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Закономірності газоподібних речовин

Читайте также:
  1. Amp; 2. Класифікація хімічних речовин.
  2. Amp; 3. Аварії з викидом радіоактивних речовин у навколишнє середовище
  3. Amp; 3.Аварії з витоком сильнодіючих отруйних речовин
  4. Безпека праці під час виконання задач з очистки місцевості від вибухових речовин, матеріалів, боєприпасів
  5. Біла речовина півкуль
  6. Вогнегасячі речовини.
  7. Гасіння пожеж на об'єктах, де використовуються радіоактивні речовини
  8. Гасіння пожеж при наявності вибухових речовин та посудин під високим тиском
  9. Гіпотеза й формула де Брoйля. Дослідне обґрунтування корпускулярно-хвильового дуалізму речовини
  10. Горіння речовини і способи його припинення.

 

Для розрахунків технологічних процесів, що відбуваються в газовій фазі, широко використовуються газові закони. Ці закони виражають взаємний зв'язок трьох параметрів – температури (Т), тиску (Р) та об'єму (V) – і характеризують будь-який фізичний стан газу. Для вивчення й опису реальних газів використовується модель ідеального газу.

Ідеальний газ– це уявна матерія, частинки якої віддалені одна від одної на таку відстань, що силами взаємодії між ними і частиною об'єму, який вони займають, можна нехтувати. Такій моделі з відомими допущеннями відповідають:

– за нормальних умов – одноатомні гази (гелій, аргон, пара металів);

– при 100-2000 С – двоатомні гази (водень, кисень, азот);

– при 300-4000 С – багатоатомні гази (двоокис вуглецю, аміак, метан).

Гази, які відхиляються від ідеального стану, називають реальними. Ідеальний газ є моделлю реального і дає хорошу збіжність з практикою, коли стан газу далекий від стану зріджування. Зі зменшенням об'єму і підвищенням тиску будь-який реальний газ даватиме все більше відхилення від ідеального. Розглянемо закони, яким суворо підкоряються лише ідеальні гази (до реальних газів ці закони застосовні тільки при низькому тиску).

Закон Бойля–Маріотта: при постійній температурі добуток тиску газу на його об'єм є величиною постійною. Або: при постійній температурі об'єм даної кількості газу є обернено пропорційним тиску, тобто при:

 

Т = соnst → PV = const, і

 

P1V1 = P2V2 , (2)

 

де Т – абсолютна температура газу, К;

Р – тиск газу, Па;

V – об'єм газу, м3.

Закон Гей-Люссакавиражає залежність між наступними параметрами:

– об'ємом і температурою ідеального газу при постійному тиску. Об'єми, займані даною масою газу, відносяться як їх температури. Або:

 

, (3)

 

– а також між температурою і тиском цього газу при постійному об'ємі.

Тиск даної маси газу пропорційний температурі цього газу. Або:

 

. (4)

 

Вирішуючи спільно рівняння (3, 4), можна отримати:

 

(5)

 

 

Математичне узагальнення законів Бойля і Гей-Люссака дає рівняння, що пов'язує об'єм газу з його температурою і тиском, тому характеризує повний стан газу. Рівняння Менделєєва-Клапейрона:



 

PV = nRT, (6)

 

де Р – тиск даної маси газу, Па;

V – об'єм газу, м3;

Т – абсолютна температура газу, К;

n – кількість даної маси газу, моль;

R – універсальна газова постійна; 8,314 Дж/(моль К).

 

Постійна R дорівнює роботі розширення одного моля ідеального газу при підвищенні температури на 1 градус при постійному тиску. Чисельне значення цієї постійної не залежить ні від виду газу, ні від умов його існування, ні від жодних інших параметрів, а визначається тільки одиницями вимірювання.

Закон Авогадро: у рівних об'ємах різних газів при однакових умовах (температурі, тиску) міститься однакова кількість молекул і, отже, молей.

Наслідок закону Авогадро: 1 моль будь-якого газу за однакових умов займає один і той же об'єм.

За нормальних умов (н.у.) – температури 273 К і тиску 1 атм. = 760 мм рт.ст. = 101,325 кПа – 1 моль будь-якого газу займає об'єм 22,4 л/моль або 22,4 м3/кмоль. Для газоподібних речовин характерне наступне співвідношення:

, (7)

де n – кількість речовини, моль;

V – об'єм газу, л;

Vm – молярний об'єм газу, при н.у. Vm = 22,4 л/моль = 22,4 м3/кмоль.



 

Для суміші газоподібних речовин, які не взаємодіють одна з одною, необхідно враховувати парціальний тиск кожної з них.

Парціальний тиск це та частина загального тиску, яка припадає на частку даного газу.

Якщо є суміш газів, складові частини якої не взаємодіють одна з одною хімічно, то згідно з законом Дальтона, загальний тиск такої суміші дорівнює сумі парціальних тисків окремих компонентів суміші.

Закон Дальтона: загальний тиск газової суміші дорівнює сумі парціального тиску окремих газів, що утворюють суміш.

 

Р = р1 + р2 + р3 + ..........+ рj , (8)

 

де Р – тиск суміші газів

рi – парціальний тиск окремого газу.

Якщо відомо загальний тиск суміші газів (Р) і мольний вміст i-го компоненту, то його парціальний тиск (рi) можна знайти так:

 

рi = ni P, (9)


Дата добавления: 2015-04-05; просмотров: 7; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Стехіометричні розрахунки. Ступінь перетворення | Розрахунок молекулярної маси суміші
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2017 год. (0.018 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты