3 理想氣體示例: 在哪種情況下:

本文將討論“理想氣體示例”和理想氣體示例的相關事實。 理想氣體示例基於理想氣體定律。 但在現實生活中,宇宙中並不存在理想氣體。

下面列出了 3 個以上的理想氣體示例,

示例 1:-

計算在 256 托壓力和 25 攝氏度溫度下氮氣的密度。

解決方案: - 給定數據是,

P = 256 托 = 256 托 x 1 大氣壓/760 托 = 0.3368 大氣壓

V =?

T = (25 + 273) K = 298 K

n =?

現在我們應用理想氣體的公式,

PV = nRT ………。 方程 (1)

所以,我們也可以寫密度為,

ρ = m/v ………。 方程 (2)

哪裡,

ρ = 理想氣體的密度

m = 理想氣體的質量

v = 理想氣體的體積

現在,m = M xn ………。 方程 (3)

哪裡,

m = 質量

M = 摩爾質量

n = 摩爾

從 eqn (2) 和 eqn (3) 我們得到,

ρ = m/v …… (4)

排列 eqn (2) 和 eqn (3) 我們得到,

ρ = M xn/V ……eqn(5)

ρ/M = n/V……eqn(6)

現在應用理想氣體方程,

PV = nRT

n/V =ρ /M ……eqn(7)

n/V = P/RT ……eqn(8)

從 eqn (6) 和 eqn (8) 我們得到,

ρ/M} = P/RT ……eqn(9)

隔離密度,

ρ = PM/RT……eqn(10)

ρ = (0.3368 atm)(2 x 14.01 克/摩爾)/(0.08206 L*atm*mol-1*K-1 )(298 千)

ρ = 0.3859 克/摩爾

氮氣在 256 托壓力和 25 攝氏度溫度下的密度為 0.3859 克/摩爾。

理想氣體例子
圖片 – 氮氣:理想氣體的示例;
圖片來源 - 維基共享資源

示例 2:-

充滿氖氣的容器。 容器中的氖氣量為 5.00 升,此時溫度為 26 攝氏度,750 毫米汞柱。 現在將二氧化碳蒸氣添加到容器中。 添加到容器中的二氧化碳量為 0.627 克。

現在確定這些因素,

大氣壓中霓虹燈的分壓。

大氣壓下二氧化碳的分壓。

容器中存在的總壓力。

解決方案: - 給定數據是,

P = 750 毫米汞柱 -> 1.01 大氣壓

V = 5.00 升

T = (26 + 273) K= 299 K

nne =?

nco2 =?

對於二氧化碳,摩爾數是,

nco2 = 0.627 克一氧化碳2 = 1 摩爾/44 克 = 0.01425 摩爾 CO2

現在對於霓虹燈來說,摩爾數是,

nNe= 0.206 摩爾氖

在將二氧化碳添加到容器中之前,我們只能得到氖的壓力。 所以 分壓 因為霓虹燈肯定是已經討論過的壓力量。

現在對於二氧化碳,

使用理想氣體方程的方程,我們可以寫出,

對於二氧化碳和氖溫度,體積和氣體常數保持不變。

因此,

1.01 大氣壓/0.206 摩爾 Ne = PCO2/0.01425 摩爾 CO2

PCO2 = 0.698 大氣壓

總壓力,

P = P.Ne + P.CO2

P= 1.01 大氣壓 + 0.698 大氣壓

P = 1.708 大氣壓

Neon 的分壓為 1.01 atm。

二氧化碳分壓 0.698 atm。

容器中的總壓力為 1.708 atm。

示例 3:-

確定音量。

在玻璃容器中存在二氧化碳氣體。 二氧化碳氣體的溫度為29攝氏度,壓力為0.85大氣壓,二氧化碳氣體的質量為29克。

解決方案: - 給定數據是,

P = 0.85 大氣壓

米 = 29 克

T = (273 + 29) K = 302 K

理想氣體的數學形式是,

PV = nRT ……..eqn (1)

哪裡,

P = 理想氣體的壓力

V = 理想氣體的體積

n = 理想氣體的摩爾數

R = 理想氣體的通用氣體常數

T = 理想氣體的溫度

如果在表示為摩爾質量的物質 M 和表示為 m 的物質的質量中,則該特定物質的總摩爾數可以表示為 s,

n = m/M ……..eqn (2)

結合……..eqn (1) 和……..eqn (2) 我們得到,

PV = mRT/M ……..eqn (3)

我們知道二氧化碳的摩爾質量值為,

M = 44.01 克/摩爾

從 eqn (3) 我們可以寫出,

V = mRT/M = 29 克 x 0.0820574 L*atm*mol-1*K-1 x 302/44.01 克/摩爾 x 0.85 大氣壓

V = 19.21 升

在玻璃容器中存在二氧化碳氣體。 二氧化碳氣體的溫度為29攝氏度,壓力為0.85大氣壓,二氧化碳氣體的質量為29克。 那麼體積是 19.21 升。

圖片——二氧化碳;
圖片來源 - 維基百科

真實氣體與理想氣體:

理想氣體遵循特定恆定條件下的氣體定律,但實際氣體不遵循特定恆定條件下的氣體定律。 現實生活中不存在理想氣體,但存在真實氣體。

主要觀點是關於真實氣體和理想氣體之間的差異,

參數理想氣體真氣
定義在一定壓力和溫度的特定條件下遵循氣體定律的氣體在一定壓力和溫度的特定條件下不遵循氣體定律的氣體
粒子的運動理想氣體中的粒子可以自由移動,並且粒子不參與粒子間的相互作用。存在於真實氣體中的粒子不能自由移動並相互競爭,粒子參與粒子間的相互作用。
佔用量微不足道不容忽視
壓力存在高壓低於理想氣體壓力的壓力
強制存在不存在分子間吸引力存在分子間吸引力
公式理想氣體的公式如下,
PV = nRT
哪裡,
P =壓力
V = 體積
n = 物質的量 R = 理想氣體常數
T = 溫度
實際氣體遵循的公式,
(P + 一個2/V2)(V – nb) = nRT
哪裡,
P =壓力
a = 需要根據經驗確定單個氣體的參數
V = 體積
b = 需要根據經驗確定單個氣體的參數
n = 物質的量
R = 理想氣體常數
T = 溫度  
產品狀況不存在存在

閱讀更多關於 等溫過程:13 個常見問題解答的所有重要事實

常見問題:-

題: - 推導出理想氣體的局限性。

解決方案: - 下面列出了理想氣體的局限性,

  • 理想氣體不能在高密度、低溫和高壓下工作
  • 理想氣體不適用於重氣體
  • 理想氣體不適用強分子間作用力。
圖像——理想氣體;
圖片來源 - 維基百科

閱讀更多關於 表壓:具有 30 個常見問題的重要屬性

題: - 寫下關於理想氣體的假設。

解決方案: - 實際上在我們周圍的理想氣體是不存在的。 理想氣體定律是一個簡單的方程,通過它我們可以理解氣體的壓力、體積和溫度之間的關係。

下面列出了關於理想氣體的假設,

  • 理想氣體的氣體粒子的體積可以忽略不計。
  • 理想氣體的氣體粒子大小相等,不具有分子間作用力。
  • 理想氣體的氣體粒子遵循牛頓運動定律。
  • 沒有能量損失。
  • 理想氣體的氣體粒子具有彈性碰撞。

題: - 推導理想氣體的不同形式方程。

解決方案: - 理想氣體公式實際上結合了波義耳定律、阿伏伽德羅定律、查理定律和蓋盧薩克定律。

理想氣體的不同形式方程簡要總結如下,

理想氣體的常見形式:

PV = nRT = nkbNAT = NkBT

哪裡,

P = 以帕斯卡測量的理想氣體壓力

V = 理想氣體的體積,單位為立方米

 n = 以摩爾為單位的理想氣體總量

R = 理想氣體的氣體常數,其值為 8.314 J/K.mol = 0.0820574 L*atm*mol-1*K-1

T = 理想氣體的溫度 以開爾文測量

N = 理想氣體分子的總數

kb = 玻爾茲曼常數 對於理想氣體

NA = 阿伏加德羅不變

理想氣體的摩爾形式:

Pv = Rspecific T

P = 理想氣體的壓力

v = 理想氣體的比容

Rspecific = 理想氣體的比氣體常數

T = 理想氣體的溫度

理想氣體的統計形式:

P = kb/微米μρT

哪裡,

P = 理想氣體的壓力

kb = 玻爾茲曼常數 對於理想氣體

μ= 理想氣體的平均部分質量

mμ = 原子質量常數 對於理想氣體

ρ = 理想氣體的密度

T = 理想氣體的溫度

合氣法:-

PV/T = k

P =壓力

V = 體積

T = 溫度

k = 常數

當同一事物出現在我們可以寫的兩種不同狀態時,

P1V1/T1 = P.2V2/T2

題: -推導出波義耳定律。

解決方案: - 波義耳定律是氣體定律。 波義耳的氣體定律推導出氣態物質(具有給定質量,保持在恆定溫度)所施加的壓力與其占據的體積成反比。

圖像——波義耳定律;
圖片來源 - 維基媒體

換句話說,氣體的壓力和體積與溫度成間接比例,並且氣體的量保持恆定。 

波義耳的氣體定律可以用數學表示如下:

P1V1 = P.2V2

哪裡,

P1 = 氣態物質施加的初始壓力

V1 = 氣態物質所佔的初始體積

P2 = 氣態物質施加的最終壓力

V2 = 氣態物質所佔的最終體積

這個表達式可以從波義耳定律提出的壓力-體積關係中獲得。 對於保持恆定溫度的固定量的氣體,PV = k。 所以,

P1V1= k (初始壓力 x 初始體積)

P2V2 = k (最終壓力 x 最終體積)

∴P1V1 = P.2V2

根據波義耳定律,氣體所佔體積的任何變化(在恆定數量和溫度下)都會導致其施加的壓力發生變化。

回到頁首