1. आदर्श गैस वह गैस होती है जिसमें अंतराआण्विक अन्योन्यक्रिया के बल नहीं होते हैं। पर्याप्त सटीकता के साथ, गैसों को उन मामलों में आदर्श माना जा सकता है जहां उनके राज्यों पर विचार किया जाता है, जो चरण परिवर्तन के क्षेत्रों से दूर हैं।
2. आदर्श गैसों के लिए निम्नलिखित नियम मान्य हैं:

ए) बॉयल का नियम - मापुओम्मा: स्थिर तापमान और द्रव्यमान पर, गैस के दबाव और आयतन के संख्यात्मक मानों का गुणनफल स्थिर होता है:
पीवी = कॉन्स्ट

आलेखीय रूप से, निर्देशांक V में यह नियम एक इज़ोटेर्म नामक रेखा द्वारा दर्शाया गया है (चित्र 1)।

बी) गे-लुसाक का नियम: स्थिर दबाव पर, गैस के दिए गए द्रव्यमान का आयतन उसके पूर्ण तापमान के सीधे आनुपातिक होता है:
वी = वी0(1 + पर)

जहाँ V तापमान t, °С पर गैस का आयतन है; V0 इसका आयतन 0°С पर है। मान a को आयतन विस्तार का तापमान गुणांक कहा जाता है। सभी गैसों के लिए a = (1/273°С-1)। फलस्वरूप,
वी = वी0(1 +(1/273)टी)

ग्राफिक रूप से, तापमान पर आयतन की निर्भरता को एक सीधी रेखा - एक आइसोबार (चित्र 2) द्वारा दर्शाया गया है। बहुत कम तापमान (-273 डिग्री सेल्सियस के करीब) पर गे-लुसाक कानून पूरा नहीं होता है, इसलिए ग्राफ पर ठोस रेखा को एक बिंदीदार रेखा से बदल दिया जाता है।

ग) चार्ल्स का नियम: स्थिर आयतन पर, गैस के दिए गए द्रव्यमान का दबाव उसके निरपेक्ष तापमान के सीधे आनुपातिक होता है:
पी = पी0(1+जीटी)

जहां p0 तापमान t = 273.15 K पर गैस का दबाव है।
g के मान को दाब का ताप गुणांक कहते हैं। इसका मूल्य गैस की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है; सभी गैसों के लिए = 1/273 °C-1। इस तरह,
पी = पी0(1 +(1/273)टी)

तापमान पर दबाव की ग्राफिकल निर्भरता को एक सीधी रेखा - एक आइसोकोर (चित्र 3) द्वारा दर्शाया गया है।

d) अवोगाद्रो का नियम: समान दबाव और समान तापमान और विभिन्न आदर्श गैसों के समान आयतन पर, समान संख्या में अणु होते हैं; या, जो समान है: एक ही दबाव और एक ही तापमान पर, विभिन्न आदर्श गैसों के ग्राम-अणु समान मात्रा में रहते हैं।
इसलिए, उदाहरण के लिए, सामान्य परिस्थितियों में (t \u003d 0 ° C और p \u003d 1 atm \u003d 760 mm Hg), सभी आदर्श गैसों के ग्राम अणु Vm \u003d 22.414 लीटर की मात्रा पर कब्जा कर लेते हैं। 1 में अणुओं की संख्या सामान्य परिस्थितियों में एक आदर्श गैस के cm3 को लोस्चिमिट संख्या कहा जाता है; यह 2.687*1019> 1/cm3 . के बराबर है
3. एक आदर्श गैस के लिए अवस्था के समीकरण का रूप है:
पीवीएम = आरटी

जहाँ p, Vm और T गैस का दाब, दाढ़ आयतन और निरपेक्ष तापमान हैं, और R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, संख्यात्मक रूप से समदाब रेखीय ताप के दौरान एक आदर्श गैस के 1 मोल द्वारा किए गए कार्य के बराबर है:
आर \u003d 8.31 * 103 जे / (किमीोल * डिग्री)

गैस के मनमाना द्रव्यमान M के लिए, आयतन V = (M/m)*Vm होगा और अवस्था के समीकरण का रूप होगा:
पीवी = (एम / एम) आरटी

इस समीकरण को मेंडलीफ-क्लैपेरॉन समीकरण कहा जाता है।
4. मेंडलीफ-क्लैपेरॉन समीकरण से यह निष्कर्ष निकलता है कि एक आदर्श गैस के इकाई आयतन में निहित अणुओं की संख्या n0 के बराबर होती है
n0 = NA/Vm = p*NA /(R*T) = p/(kT)

जहाँ k \u003d R / NA \u003d 1/38 * 1023 J / deg - बोल्ट्जमैन का स्थिरांक, NA - अवोगाद्रो की संख्या।

यह समीकरण किसी भी मात्रा में सभी गैसों के लिए और पी, वी और टी के सभी मूल्यों के लिए मान्य है जिस पर गैसों को आदर्श माना जा सकता है

जहाँ R सार्वत्रिक गैस नियतांक है;

आर \u003d 8.314 जे / मोल के \u003d 0.0821 एल एमू / मोल के

गैस मिश्रण की संरचना को एक आयतन अंश का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है - किसी दिए गए घटक के आयतन का मिश्रण के कुल आयतन का अनुपात

घटक X का आयतन अंश कहाँ है, V(x) घटक X का आयतन है; V सिस्टम का आयतन है।

आयतन अंश एक आयामहीन मात्रा है, इसे एक इकाई के अंशों में या प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।

चतुर्थ। समस्या समाधान के उदाहरण।

कार्य 1. N.O पर किसी गैस का 0.2 मोल कितना आयतन घेरता है?

समाधान: पदार्थ की मात्रा सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

टास्क 2. संख्या क्या है? 11 साल लगते हैं। कार्बन डाइआक्साइड?

समाधान: पदार्थ की मात्रा निर्धारित की जाती है

टास्क 3. नाइट्रोजन के लिए, हाइड्रोजन के लिए, वायु के लिए हाइड्रोजन क्लोराइड के सापेक्ष घनत्व की गणना करें।

हल: सापेक्ष घनत्व सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

टास्क 4किसी दिए गए आयतन के लिए गैस के आणविक भार की गणना।

130 सी पर 327 मिली गैस का द्रव्यमान और 1.04 * 10 5 पा का दबाव 828 ग्राम है।

गैस के आणविक भार की गणना करें।

हल: आप मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करके गैस के आणविक भार की गणना कर सकते हैं:

गैस स्थिरांक का मान माप की स्वीकृत इकाइयों द्वारा निर्धारित किया जाता है। यदि दबाव पा में मापा जाता है, और मात्रा एम 3 में, तो।

टास्क 5. किसी पदार्थ के अणु में निरपेक्ष द्रव्यमान की गणना।

1. गैस के अणु का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए, यदि n.o पर 1 लीटर गैस का द्रव्यमान है। 1.785g के बराबर है।

हल: गैस के आणविक आयतन के आधार पर, हम गैस के एक मोल का द्रव्यमान निर्धारित करते हैं

जहाँ m गैस का द्रव्यमान है;

एम गैस का दाढ़ द्रव्यमान है;

वीएम दाढ़ की मात्रा है, 22.4 एल/मोल;

V गैस का आयतन है।

2. किसी भी पदार्थ के एक मोल में अणुओं की संख्या अवोगाद्रो नियतांक () के बराबर होती है। इसलिए, अणुओं की संख्या है:

टास्क 6. 1 मिली हाइड्रोजन में n.o. पर कितने अणु होते हैं?

हल: अवोगाद्रो के नियम के अनुसार, 1 mol गैस n.o. 22.4 लीटर की मात्रा में है, 1 mol गैस में (mol -1) अणु होते हैं।

22.4 l में 6.02 * 10 23 अणु होते हैं

1 मिली हाइड्रोजन में X अणु होते हैं

टास्क 7. सूत्रों की व्युत्पत्ति।

I. कार्बनिक पदार्थ में कार्बन (द्रव्यमान अंश 84.21%) और हाइड्रोजन (15.79%) होता है। वायु में पदार्थ का वाष्प घनत्व 3.93 है।

पदार्थ का सूत्र ज्ञात कीजिए।

हल: हम पदार्थ का सूत्र CxHy के रूप में प्रस्तुत करते हैं।

1. वायु घनत्व का उपयोग करके हाइड्रोकार्बन के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।

2. पदार्थ कार्बन और हाइड्रोजन की मात्रा निर्धारित करें

द्वितीय. पदार्थ का सूत्र ज्ञात कीजिए। इसमें से 145 ग्राम की सामग्री के साथ, सीओ 2 के 330 ग्राम और एच 2 ओ के 135 ग्राम प्राप्त किए गए थे। हाइड्रोजन के लिए इस पदार्थ का सापेक्ष वाष्प घनत्व 29 है।

1. अज्ञात पदार्थ का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए:

2. हाइड्रोजन का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए:

2.2. कार्बन का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए:

2.3. हम निर्धारित करते हैं कि कोई तीसरा तत्व है - ऑक्सीजन।

उस। एम (ओ) = 40g

परिणामी समीकरण को पूर्णांकों में व्यक्त करने के लिए (क्योंकि यह एक अणु में परमाणुओं की संख्या है), हम इसकी सभी संख्याओं को उनमें से छोटे से विभाजित करते हैं

तब अज्ञात पदार्थ का सरलतम सूत्र C3H6O है।

2.5. → सबसे सरल सूत्र वांछित अज्ञात पदार्थ है।

उत्तर: सी 3 एच 5 ओ

टास्क 8: (अपने आप को हल करें)

यौगिक में 46.15% कार्बन होता है, शेष नाइट्रोजन होता है। हवा का घनत्व 1.79 है।

यौगिक का सही सूत्र ज्ञात कीजिए।

टास्क 9: (स्वयं निर्णय लें)

क्या अणुओं की संख्या समान होती है

a) 0.5 ग्राम नाइट्रोजन और 0.5 ग्राम मीथेन में

बी) 0.5 लीटर नाइट्रोजन और 0.5 लीटर मीथेन में

ग) 1.1 ग्राम CO2 और 2.4 ग्राम ओजोन और 1.32 ग्राम CO2 और 2.16 ग्राम ओजोन के मिश्रण में

टास्क 10: वायु में हाइड्रोजन हैलाइड का आपेक्षिक घनत्व 2.8. इस गैस का वायु में घनत्व ज्ञात कीजिए तथा इसका नाम लिखिए।

हल: गैस अवस्था के नियम के अनुसार, अर्थात्। हाइड्रोजन हैलाइड (M (HX)) के दाढ़ द्रव्यमान का वायु के दाढ़ द्रव्यमान (M AIR) से अनुपात 2.8 → है

तब हलोजन का दाढ़ द्रव्यमान है:

→ X Br है और गैस हाइड्रोजन ब्रोमाइड है।

हाइड्रोजन के संबंध में हाइड्रोजन ब्रोमाइड का सापेक्ष घनत्व:

उत्तर: 40.5, हाइड्रोजन ब्रोमाइड।

क्लैपेरॉन - बी पी ई क्लैपेरॉन (1834) द्वारा पाया गया मेंडेलीव समीकरण भौतिक मात्राओं के बीच संबंध जो एक आदर्श गैस की स्थिति निर्धारित करता है: गैस का दबाव आर,इसकी मात्रा वीऔर निरपेक्ष तापमान टी।

क. पर. रूप में लिखा है पीवी = डब्ल्यूटी,आनुपातिकता का गुणांक कहाँ है परगैस के द्रव्यमान पर निर्भर करता है। डी. आई. मेंडेलीव, अवोगाद्रो के नियम का प्रयोग करते हुए , 1874 में व्युत्पन्न 1 . के लिए राज्य का समीकरण प्रार्थना करनाआदर्श गैस पीवी = आरटी,कहाँ पे आर-यूनिवर्सल गैस स्थिरांक। कुल द्रव्यमान वाली गैस के लिए एमऔर आणविक भार (आणविक भार देखें) μ,

, या पीवी = एनकेटी,"

कहाँ पे एन-गैस कणों की संख्या, क-बोल्ट्जमैन स्थिरांक। क. पर. राज्य का समीकरण है , आदर्श गैस, जो बॉयल - मैरियट नियम (के बीच निर्भरता) को जोड़ती है आरतथा वीपर टी =कॉन्स्ट), गे-लुसाक कानून (गे-लुसाक कानून देखें) (निर्भरता) वीसे टीपर पी = const) और अवोगाद्रो का नियम (इस नियम के अनुसार, समान मान वाली गैसें पी, वीतथा टीअणुओं की समान संख्या होती है एन).

क. पर. - कम दबाव और उच्च तापमान (उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय हवा, गैस इंजन में दहन उत्पाद, आदि) पर वास्तविक गैसों के लिए एक निश्चित डिग्री सटीकता के साथ लागू राज्य का सबसे सरल समीकरण, जब वे अपने गुणों में एक आदर्श के करीब होते हैं गैस (आदर्श गैस देखें)।

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