3 příklady ideálního plynu: Za jakých okolností:

V tomto článku „Příklady ideálního plynu“ a fakta související s příklady ideálního plynu budou diskutována fakta. Příklady ideálního plynu jsou založeny na zákonu ideálního plynu. Ale v praktickém životě není ideální plyn ve vesmíru přítomen.

3+ Příklady ideálního plynu jsou uvedeny níže,

• Příklad 1
• Příklad 2
• Příklad 3

Příklad 1:-

Vypočítejte hustotu plynného dusíku při tlaku 256 Torr a teplotě 25 stupňů Celsia.

Řešení: - Uvedené údaje jsou,

P = 256 Torr = 256 Torr x 1 atm/760 Torr = 0.3368 atm

V =?

T = (25 + 273) K = 298 K

n =?

Nyní použijeme vzorec pro ideální plyn,

PV = nRT ………. eqn (1)

Můžeme tedy také napsat, že hustota je,

ρ = m/v ………. eqn (2)

Kde,

ρ = Hustota ideálního plynu

m = hmotnost ideálního plynu

v = objem ideálního plynu

Nyní m = M x n ………. eqn (3)

Kde,

m = hmotnost

M = molární hmotnost

n = Krtci

Z rovnice (2) a rovnice (3) dostaneme,

ρ = m/v …… (4)

Uspořádáním eqn (2) a eqn (3) dostaneme,

ρ = M xn/V ……eqn(5)

ρ/M = n/V……eqn(6)

Nyní použijeme rovnici ideálního plynu,

PV = nRT

n/V =ρ /M ……eqn(7)

n/V = P/RT ……eqn(8)

Z rovnice (6) a rovnice (8) dostaneme,

ρ/M} = P/RT ……eqn(9)

Hustota izolace,

ρ = PM/RT……eqn(10)

ρ = (0.3368 atm) (2 x 14.01 gramu/mol)/(0.08206 l*atm*mol^-1*K^-1 )(298 kB)

p = 0.3859 gram/mol

Hustota plynného dusíku při tlaku 256 Torr a teplotě 25 stupňů Celsia je 0.3859 gram/mol.

Příklad 2:-

Nádoba, která je naplněna neonovým plynem. Množství neonu v nádobě je 5.00 litrů v době, kdy je teplota 26 stupňů Celsia při 750 mm Hg. Do nádoby se nyní přidá pára oxidu uhličitého. Množství oxidu uhličitého přidaného do nádoby je 0.627 gramu.

Nyní určete tyto faktory,

Částečný tlak pro Neon v atm.

Parciální tlak pro oxid uhličitý v atm.

Celkový tlak v nádobě.

Řešení: - Uvedené údaje jsou,

P = 750 mm Hg -> 1.01 atm

V = 5.00 litrů

T = (26 + 273) K = 299 K

n_ne =?

n_co2 =?

Pro oxid uhličitý je počet molů,

n_co2 = 0.627 gramu CO₂ = 1 mol/44 gramů = 0.01425 mol CO₂

Nyní pro Neon je počet krtek,

n_Ne= 0.206 mol Ne

Před přidáním oxidu uhličitého do nádoby můžeme získat pouze tlak pro neon. Takže částečný tlak pro neon je určitě množství tlaku je již diskutováno v otázce.

Nyní k oxidu uhličitému,

Pomocí rovnice rovnice ideálního plynu můžeme napsat,

Jak pro teplotu oxidu uhličitého, tak pro teplotu neonu, objem a konstanta plynu zůstávají stejné.

Takže,

1.01 atm/0.206 mol Ne = P_CO2/0.01425 mol CO₂

P_CO2 = 0.698 atm

Celkový tlak,

P_celkem = P_Ne + P_CO2

P_celkem= 1.01 atm + 0.698 atm

P_celkem = 1.708 atm

Parciální tlak pro Neon je 1.01 atm.

Parciální tlak pro oxid uhličitý 0.698 atm.

Celkový tlak přítomný v nádobě je 1.708 atm.

Příklad 3:-

Určete množství objemu.

Ve skleněné nádobě je přítomen plynný oxid uhličitý. Teplota plynného oxidu uhličitého je 29 stupňů Celsia, tlak je 0.85 atm a hmotnost plynného oxidu uhličitého je 29 gramů.

Řešení: - Uvedené údaje jsou,

P = 0.85 atm

m = 29 gramů

T = (273 + 29) K = 302 K

Matematická forma ideálního plynu je,

PV = nRT ……..ekv (1)

Kde,

P = tlak pro ideální plyn

V = objem pro ideální plyn

n = Molární číslo pro ideální plyn

R = Univerzální plynová konstanta pro ideální plyn

T = Teplota pro ideální plyn

Jestliže v látce M označované jako molární hmotnost a hmotnost látky označované jako m, pak celkový počet molů pro tuto konkrétní látku lze vyjádřit s,

n = m/M ……..ekv (2)

Spojením ……..eqn (1) a ……..eqn (2) dostaneme,

PV = mRT/M ……..ekv (3)

Víme, že hodnota molární hmotnosti oxidu uhličitého je,

M = 44.01 g/mol

Z rovnice (3) můžeme napsat,

V = mRT/M = 29 gramů x 0.0820574 L*atm*mol^-1*K^-1 x 302/44.01 gram/mol x 0.85 atm

V = 19.21 litrů

Ve skleněné nádobě je přítomen plynný oxid uhličitý. Teplota plynného oxidu uhličitého je 29 stupňů Celsia, tlak je 0.85 atm a hmotnost plynného oxidu uhličitého je 29 gramů. Pak je objem 19.21 litrů.

Skutečný plyn vs. ideální plyn:

Ideální plyny se řídí zákonem plynu v konkrétním konstantním stavu, ale skutečný plyn se neřídí zákonem plynu v konkrétním konstantním stavu. V praktickém životě ideální plyn neexistuje, ale skutečný plyn existuje.

Hlavní body jsou odvozeny o rozdílu mezi skutečným plynem a ideálním plynem,

Přečtěte si více o Izotermický proces: To jsou všechna důležitá fakta s 13 FAQ

Časté dotazy: -

Otázka: – Odvoďte omezení ideálního plynu.

Řešení: - Omezení ideálního plynu jsou uvedena níže,

• Ideální plyn by nemohl fungovat při vysoké hustotě, nízké teplotě a vysokém tlaku
• Ideální plyn nelze použít pro těžké plyny
• Ideální plyn nelze použít silné mezimolekulární síly.

Přečtěte si více o Měřicí tlak: Je to důležité vlastnosti s 30 FAQ

Otázka: – Zapište si předpoklady o ideálním plynu.

Řešení: - Ve skutečnosti v našem okolí ideální plyn není přítomen. Zákon ideálního plynu je jednoduchá rovnice, pomocí které můžeme pochopit vztah mezi tlaky, objemem a teplotou plynů.

Předpoklady o ideálním plynu jsou uvedeny níže,

• Částice plynu ideálního plynu mají zanedbatelný objem.
• Velikost plynových částic ideálního plynu je stejná a nemají mezimolekulární sílu.
• Částice plynu ideálního plynu se řídí Newtonovým zákonem pohybu.
• Nedochází k žádné ztrátě energie.
• Částice plynu ideálního plynu mají pružnou srážku.

Otázka: – Odvoďte rovnici jiného tvaru pro ideální plyn.

Řešení: - Ideální vzorec plynu je vlastně kombinací Boyleova zákona, Avogadrova zákona, Charleova zákona a Gay Lussacova zákona.

Rovnice různých tvarů pro ideální plyn je stručně shrnuta níže,

Běžná forma ideálního plynu:

PV = nRT = nk_bN_AT = Nk_BT

Kde,

P = tlak pro ideální plyn měřený v pascalech

V = objem pro ideální plyn měřený v metrech krychlových

 n = součet ideálního plynu, který se měří v molech měřených v molech

R = Plynová konstanta pro ideální plyn, jejíž hodnota je 8.314 J/K.mol = 0.0820574 L*atm*mol^-1*K^-1

T = Teplota pro ideální plyn měřeno v Kelvinech

N = celkový počet molekul ideálního plynu

k_b = Konstantní Boltzmann pro ideální plyn

N_A = Avogadro konstanta

Molární forma ideálního plynu:

Pv = Rspecifické T

P = tlak pro ideální plyn

v = Specifický objem pro ideální plyn

Rspecific = specifická plynová konstanta pro ideální plyn

T = Teplota pro ideální plyn

Statistická podoba ideálního plynu:

P = k_b/μm_μρ T

Kde,

P = tlak pro ideální plyn

k_b = Konstantní Boltzmann pro ideální plyn

μ= Průměrná parciální hmotnost pro ideální plyn

m_μ = Atomová hmotnostní konstanta pro ideální plyn

ρ = Hustota pro ideální plyn

T = Teplota pro ideální plyn

Zákon o sdružených plynech:

PV/T = k

P = tlak

V = objem

T = Teplota

k = Konstantní

Když ta samá hmota v současné době má dvě různé podmínky, v té době můžeme psát,

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂

Otázka: –Odvoďte Boyleův zákon.

Řešení: - Boylův zákon je zákon o plynu. Plynový zákon z Boylea odvodí, že tlak vyvíjený plynnou látkou (o dané hmotnosti, udržované při konstantní teplotě) je nepřímo úměrný objemu, který tato látka zabírá.

Jinými slovy, tlak a objem plynu jsou nepřímo úměrné teplotě a množství plynu je udržováno konstantní. 

Plynový zákon Boylea lze vyjádřit matematicky takto:

P₁V₁ = P₂V₂

Kde,

P₁ = Počáteční tlak, kterým působí plynná látka

V₁ = Počáteční objem obsazený plynnou látkou

P₂ = Konečný tlak vyvíjený plynnou látkou

V₂ = Konečný objem obsazený plynnou látkou

Tento výraz lze získat ze vztahu tlak-objem navržený Boylovým zákonem. Pro pevné množství plynu udržované na konstantní teplotě je PV = k. Proto,

P₁V₁= k (počáteční tlak x počáteční objem)

P₂V₂ = k (konečný tlak x konečný objem)

∴P₁V₁ = P₂V₂

Podle Boyleova zákona bude mít jakákoli změna objemu obsazeného plynem (při konstantním množství a teplotě) za následek změnu tlaku, který plyn vyvíjí.