1. الغاز المثالي هو الغاز الذي لا توجد فيه قوى للتفاعل بين الجزيئات. بدرجة كافية من الدقة ، يمكن اعتبار الغازات مثالية في الحالات التي يتم فيها النظر في حالاتها ، والتي تكون بعيدة عن مناطق تحولات الطور.
2. تسري القوانين التالية على الغازات المثالية:

أ) قانون بويل - مابوما: عند درجة حرارة وكتلة ثابتين ، يكون ناتج القيم العددية للضغط وحجم الغاز ثابتًا:
pV = const

بيانياً ، يتم تصوير هذا القانون في الإحداثيات РV بخط يسمى متساوي الحرارة (الشكل 1).

ب) قانون جاي لوساك: عند الضغط المستمر ، يتناسب حجم كتلة معينة من الغاز بشكل مباشر مع درجة الحرارة المطلقة:
V = V0 (1 + at)

حيث V هو حجم الغاز عند درجة الحرارة t ، ° С ؛ V0 هو حجمه عند 0 درجة مئوية. تسمى القيمة a معامل درجة حرارة تمدد الحجم. لجميع الغازات أ = (1/273 درجة مئوية -1). بالتالي،
الخامس = V0 (1 + (1/273) ر)

بيانياً ، يظهر اعتماد الحجم على درجة الحرارة بخط مستقيم - متساوي الضغط (الشكل 2). جدا درجات الحرارة المنخفضة(بالقرب من -273 درجة مئوية) لم يتم استيفاء قانون جاي-لوساك ، لذلك يتم استبدال الخط المتصل في الرسم البياني بخط منقط.

ج) قانون تشارلز: عند الحجم الثابت ، يتناسب ضغط كتلة معينة من الغاز طرديًا مع درجة حرارتها المطلقة:
ع = p0 (1 + GT)

حيث p0 هو ضغط الغاز عند درجة الحرارة t = 273.15 K.
تسمى قيمة g معامل درجة الحرارة للضغط. لا تعتمد قيمته على طبيعة الغاز ؛ لجميع الغازات = 1/273 درجة مئوية -1. في هذا الطريق،
ع = p0 (1 + (1/273) t)

يتم توضيح الاعتماد الرسومي للضغط على درجة الحرارة بواسطة خط مستقيم - isochore (الشكل 3).

د) قانون أفوجادرو: في نفس الضغوط ودرجات الحرارة نفسها ، و أحجام متساويةتحتوي الغازات المثالية المختلفة على نفس عدد الجزيئات ؛ أو ، وهو نفس الشيء: عند نفس الضغوط ودرجات الحرارة نفسها ، تشغل جزيئات الجرام من الغازات المثالية المختلفة نفس الأحجام.
لذلك ، على سبيل المثال ، متى الظروف الطبيعية(t \ u003d 0 ° C و p \ u003d 1 atm \ u003d 760 mm Hg.) تشغل جزيئات الجرام من جميع الغازات المثالية حجمًا Vm \ u003d 22.414 لترًا.عدد الجزيئات في 1 سم 3 من الغاز المثالي في الظروف العادية هو يسمى رقم Loschmidt ؛ إنه يساوي 2.687 * 1019> 1 / سم 3
3. معادلة الحالة للغاز المثالي لها الشكل:
بفم = RT

حيث p و Vm و T هي الضغط والحجم المولي ودرجة الحرارة المطلقة للغاز ، و R هو ثابت الغاز العالمي ، مساويًا عدديًا للعمل الذي يقوم به 1 مول من غاز مثالي أثناء التسخين متساوي الضغط بدرجة واحدة:
ص \ u003d 8.31 * 103 جول / (كمول * درجة)

بالنسبة للكتلة التعسفية M من الغاز ، سيكون الحجم V = (M / m) * Vm ومعادلة الحالة لها الشكل:
فولت = (م / م) RT

تسمى هذه المعادلة بمعادلة مندليف-كلابيرون.
4. يستنتج من معادلة مندليف-كلابيرون أن عدد الجزيئات n0 الموجودة في وحدة حجم الغاز المثالي يساوي
n0 = NA / Vm = p * NA / (R * T) = p / (kT)

حيث k \ u003d R / NA \ u003d 1/38 * 1023 J / deg - ثابت Boltzmann ، NA - رقم Avogadro.

هذه المعادلة صالحة لجميع الغازات بأي كميات ولكل قيم P و V و T حيث يمكن اعتبار الغازات مثالية

حيث R هو ثابت الغاز العالمي ؛

R \ u003d 8.314 J / mol · k \ u003d 0.0821 لتر amu / mol · k

يتم التعبير عن تكوين مخاليط الغاز باستخدام جزء الحجم - نسبة حجم مكون معين إلى الحجم الكلي للخليط

أين هو حجم الكسر للمكون X ، V (x) هو حجم المكون X ؛ V هو حجم النظام.

جزء الحجم عبارة عن كمية غير أبعاد ، يتم التعبير عنها في كسور من وحدة أو كنسبة مئوية.

رابعا. أمثلة على حل المشكلات.

مهمة 1. ما الحجم الذي يشغله 0.2 مول من أي غاز عند NO؟

الحل: يتم تحديد كمية المادة بواسطة الصيغة:

المهمة 2. ما هو الحجم في n.o. يستغرق 11 سنة. ثاني أكسيد الكربون؟

الحل: يتم تحديد كمية المادة

المهمة 3. احسب الكثافة النسبية لكلوريد الهيدروجين للنيتروجين والهيدروجين والهواء.

الحل: يتم تحديد الكثافة النسبية بواسطة الصيغة:

المهمة 4حساب الوزن الجزيئي للغاز لحجم معين.

كتلة 327 مل من الغاز عند 13 درجة مئوية وضغط 1.04 * 10 5 باسكال تساوي 828 جم.

احسب الوزن الجزيئي للغاز.

الحل: يمكنك حساب الوزن الجزيئي للغاز باستخدام معادلة مندليف - كلابيرون:

يتم تحديد قيمة ثابت الغاز من خلال وحدات القياس المقبولة. إذا تم قياس الضغط بوحدة Pa ، والحجم بالمتر 3 ، إذن.

المهمة 5. حساب الكتلة المطلقة في جزيء مادة ما.

1. حدد كتلة جزيء الغاز ، إذا كانت كتلة 1 لتر من الغاز عند n.o. يساوي 1.785 جرام.

الحل: بناءً على الحجم الجزيئي للغاز ، نحدد كتلة جزيء الغاز

أين م هي كتلة الغاز ؛

م- الكتلة الموليةغاز؛

Vm- الحجم المولي، 22.4 لتر / مول ؛

V هو حجم الغاز.

2. عدد الجزيئات في الخلد من أي مادة يساوي ثابت أفوجادرو (). لذلك ، فإن عدد الجزيئات م هو:

المهمة 6. كم عدد الجزيئات الموجودة في 1 مل من الهيدروجين في n.o.؟

الحل: وفقًا لقانون Avogadro ، 1 مول من الغاز عند n.o. يحتل حجم 22.4 لترًا ، يحتوي 1 مول من الغاز على جزيئات (مول -1).

22.4 لتر يحتوي على 6.02 * 10 23 جزيء

يحتوي 1 مل من الهيدروجين على جزيئات س

المهمة 7. اشتقاق الصيغ.

أنا. المواد العضويةيحتوي على الكربون (نسبة الكتلة 84.21٪) والهيدروجين (15.79٪). كثافة بخار المادة في الهواء 3.93.

حدد صيغة المادة.

الحل: نقدم صيغة المادة بالصيغة CxHy.

1. احسب الكتلة المولية للهيدروكربون باستخدام كثافة الهواء.

2. تحديد كمية مادة الكربون والهيدروجين

ثانيًا. حدد صيغة المادة. بمحتوى 145 جم ، تم الحصول على 330 جم من CO 2 و 135 جم من H 2 O. كثافة البخار النسبية لهذه المادة للهيدروجين هي 29.

1. تحديد كتلة المادة المجهولة:

2. تحديد كتلة الهيدروجين:

2.2. حدد كتلة الكربون:

2.3 نحدد ما إذا كان هناك عنصر ثالث - الأكسجين.

الذي - التي. م (س) = 40 جرام

للتعبير عن المعادلة الناتجة بالأعداد الصحيحة (لأن هذا هو عدد الذرات في الجزيء) ، نقسم جميع أرقامها على أصغرها

إذن ، فإن أبسط صيغة للمادة المجهولة هي C 3 H 6 O.

2.5 → أبسط صيغة هي المادة المجهولة المرغوبة.

الجواب: C 3 H 5 O

المهمة 8: (حل نفسك)

يحتوي المركب على 46.15٪ كربون والباقي نيتروجين. كثافة الهواء 1.79.

أوجد الصيغة الحقيقية للمركب.

المهمة 9: (تقرر بنفسك)

هل عدد الجزيئات هو نفسه

أ) في 0.5 غرام من النيتروجين و 0.5 غرام من الميثان

ب) في 0.5 لتر من النيتروجين و 0.5 لتر من الميثان

ج) في خليط من 1.1 جرام من ثاني أكسيد الكربون و 2.4 جرام من الأوزون و 1.32 جرام من ثاني أكسيد الكربون و 2.16 جرام من الأوزون

المهمة 10: الكثافة النسبية لهاليد الهيدروجين في الهواء 2.8. حدد كثافة هذا الغاز في الهواء وقم بتسميتها.

الحل: حسب قانون الدولة الغازية أي. نسبة الكتلة المولية لهاليد الهيدروجين (M (HX)) إلى الكتلة المولية للهواء (M AIR) هي 2.8 →

ثم الكتلة المولية للهالوجين هي:

→ X هو Br والغاز بروميد الهيدروجين.

الكثافة النسبية لبروميد الهيدروجين بالنسبة للهيدروجين:

الجواب: 40.5 ، بروميد الهيدروجين.

وجدت معادلة Clapeyron - Mendeleev بواسطة B.P.E Clapeyron (1834) العلاقة بين كميات فيزيائيةالتي تحدد حالة الغاز المثالي: ضغط الغاز R ،حجمه الخامسودرجة الحرارة المطلقة ت.

K. في. هو مكتوب في النموذج الكهروضوئية = WT ،أين هو معامل التناسب فييعتمد على كتلة الغاز. D.I Mendeleev ، باستخدام قانون Avogadro , اشتق في عام 1874 معادلة الحالة لـ 1 يصليغاز مثالي الكهروضوئية = RTأين ص-ثابت الغاز العالمي. لغاز كتلته الإجمالية موالوزن الجزيئي (انظر الوزن الجزيئي) μ ،

, أو pV = NkT ، "

أين ن-عدد جزيئات الغاز ، ك-ثابت بولتزمان. K. في. هي معادلة الدولة , الغاز المثالي ، الذي يجمع بين قانون Boyle - Mariotte (التبعية بين صو الخامسفي تي = const) ، قانون Gay-Lussac (انظر قوانين Gay-Lussac) (التبعية الخامسمن تيفي ع = const) وقانون Avogadro (وفقًا لهذا القانون ، الغازات التي لها نفس القيم ص ، تو تيتحتوي على نفس عدد الجزيئات ن).

K. في. - أبسط معادلة حالة ، تنطبق بدرجة معينة من الدقة على الغازات الحقيقية عند ضغوط منخفضةو درجات حرارة عالية(فمثلا، الهواء الجوي، منتجات الاحتراق في محركات الغاز ، وما إلى ذلك) ، عندما تكون خصائصها قريبة من خصائص الغاز المثالي (انظر الغاز المثالي).

• - يعبر عن علاقة منحدر منحنى التوازن على مرحلتين مع حرارة انتقال الطور والتغير في حجم الطور ...

  موسوعة فيزيائية

• - الديناميكا الحرارية. حول عمليات الانتقال الداخلي من مرحلة إلى أخرى ...

  موسوعة فيزيائية

• - تدوين تحليلي لمشكلة إيجاد قيم الوسيطات ، التي تتساوى فيها قيم الدالتين المحددتين ...

  موسوعة رياضية

• - بيان رياضي يصلح لبعض المجموعات الفرعية من الكل القيم الممكنةعامل. على سبيل المثال ، معادلة مثل x2 = 8-2x صحيحة فقط لقيم معينة من x ...

  القاموس الموسوعي العلمي والتقني

• - اشتراط تعبير رياضي ليأخذ قيمة معينة. فمثلا، معادلة من الدرجة الثانيةمكتوب على النحو التالي: ax2 + bx + c = 0 ...

  القاموس الاقتصادي

• - معادلة Clapeyron ، العلاقة بين الضغط p ودرجة الحرارة المطلقة T والحجم V لغاز مثالي من الكتلة M: pV = BT ، حيث B = M / m. تم تثبيته من قبل العالم الفرنسي B.P.E. كلابيرون في عام 1834 ...

  الموسوعة الحديثة

• - يؤسس علاقة بين التغيرات في قيم توازن درجة الحرارة T والضغط p لنظام أحادي المكون أثناء انتقالات الطور من الدرجة الأولى ...
• - وجدت B.P.E. الاعتماد على كلابيرون بين المادية. الكميات التي تحدد حالة الغاز المثالي: pV = BT ، حيث المعامل. يعتمد B على كتلة الغاز M ومولها. الجماهير...

  علم الطبيعة. قاموس موسوعي

• - حصيرة. سجل لمشكلة إيجاد قيم الوسيطات التي تتساوى فيها قيم الدالتين المعطاة ...

  علم الطبيعة. قاموس موسوعي

• - التفاضليه. إنشاء علاقة بين الضغط p والديناميكا الحرارية. درجة الحرارة T لمادة نقية في الحالات المقابلة لانتقال طور من الدرجة الأولى ...
• - معادلة كلابيرون - معادلة مندليف - معادلة حالة الغاز المثالي: pVm = RT ، حيث p - الضغط ، T - درجة الحرارة الديناميكية الحرارية للغاز ، Vm - الحجم المولي للغاز ، R - ثابت الغاز ...

  موسوعي كبير قاموس الفنون التطبيقية

• - ربط هذه الأرقام بإشارات نشاطات متنوعةاتصل تعبير جبري. على سبيل المثال. / 3. إذا قمت بهذه الإجراءات ، فنتيجة لذلك نحصل على 5 ...

  القاموس الموسوعي لبروكهاوس وإوفرون

• - معادلة ديناميكية حرارية تتعلق بعمليات انتقال مادة من مرحلة إلى أخرى ...
• - Clapeyron - معادلة Mendeleev ، التي وجدها B.P.E Clapeyron ، العلاقة بين الكميات الفيزيائية التي تحدد حالة الغاز المثالي: ضغط الغاز p ، حجمه V والمطلق ...

  الموسوعة السوفيتية العظمى

• - في الرياضيات ، سجل تحليلي لمشكلة إيجاد قيم الوسيطات ، حيث تتساوى قيم وظيفتين معينتين ...

  الموسوعة السوفيتية العظمى

• - تدوين رياضي لمشكلة إيجاد قيم الوسيطات ، حيث تتساوى قيم وظيفتين معينتين ...

  قاموس موسوعي كبير

"معادلة كلابيرون" في الكتب

معادلة الحرارة