44427 Picture2 (2)

<>x

1.14. Gazy

1.14.1. Uwagi wstępne

Gazy są szczególnym stanem występowania materii. Gazy mieszają się ze sobą, a zachodzące w nich reakcje są homogeniczne. Podstawowymi parametrami stanu gazowego są ciśnienie p i objętość V oraz temperatura T. Za stan normalny gazu uważa się warunki, w których jego ciśnienie p wynosi 1 atmosferę, a temeratura T wynosi 273 K (0°C). W takich warunkach mol dowolnego gazu zajmie objętość V = 22,4 dm³ i zawiera 6,023 ■ 1()^2! cząsteczek. Jest to liczba Avogadra. Jeśli w fazie gazowej występuje kilka gazów, to poszczególne składniki wywierają ciśnienia parcjalne. Ciśnienie gazu wywierane na ścianki naczynia jest efektem energii kinetycznej cząsteczek. Stan gazowy charakteryzuje szereg praw.

1.14.2. Prawa gazowe

Prawo Boyle’a-Mariotte’a

W stałej temperaturze iloczyn ciśnienia p i objętości V danej masy gazu jest wielkością stałą:

pV= const.

Jest to przemiana izotermiczna.

Prawo Gay-Lussaca

Jeśli ciśnienie gazu jest stałe, to podniesienie jego temperatury o 1 K (1°C) powoduje zwiększenie jego objętości o 1/273,15 tej objętości, jaką posiadał w temperaturze 273,15 K (0°C):

K=Yo

1 + •

t

273,15

gdzie:

V_n - objętość w temperaturze T— 273,15 K, t - dana temperatura w skali Celsjusza.

Jest to przemiana izobaryczna.

Prawo Charlesa

Jeśli objętość gazu jest wielkością stałą, to podniesienie jego lempci.il o I K (l°C) powoduje zwiększenie jego ciśnienia /> o 1/273,15 lego ciśnie jakie posiadał w temperaturze T= 273,15 K (0°C):

(

Pi ~ Po ¹

V

273,15 )'

gdzie

/;₍₎ - ciśnienie w temperaturze T= 273,15 K, t - dana temperatura w skali Celsjusza.

Prawo Clapeyrona (równanie stanu gazu doskonałego)

pV = nRT,

gdzie:

p -ciśnienie,

V - objętość, n - liczba moli gazu,

/ temperatura w skali bezwzględnej,

R - stała gazowa wynosząca 8,31 J/mol K.

Równanie van der Waalsa

Gazy rzeczywiste wykazują pewne odstępstwa od zachowań hipolelyczn gazu doskonałego, którego prawa podano powyżej. Odstępstwa le wynil z wzajemnego oddziaływania cząsteczek gazu na siebie oraz niecalkowil wypełnienia przestrzeni przez jego cząsteczki. Uwzględnia to równanie van Waalsa o postaci:

gdzie:

u

b

wyrażenie okieślaiąec zmianę ciśnienia, pi zestrzel) nie zajęła przez cząsteczki gazu