Otthoni tanulásra alkalmas online mindenes füzet

Tanulj tinó, ökör lesz belőled!

cím

Az ideális gázok molekulái tömegpontoknak tekinthetők, a részecskék között nem lép fel kohéziós erő és belső súrlódás, így viszkozitásuk nulla. A részecskék egymással és a tartályuk falával rugalmasan ütköznek.
A reális gázok részecskéi között a kohézió nem hanyagolható el, van belső súrlódásuk, így viszkozitásuk nem nulla. A gázok összenyomásakor vagy kiterjesztésekor a térfogatuk és hőmérsékletük is megváltozik. Például a nyomás növelésekor térfogatcsökkentés és felmelegedés következik be (lásd gáztörvények).

A gázok állapotát egyértelműen leíró fizikai mennyiségek az állapotjezők.
A gáz tömege, nyomása, hőmérséklete és térfogata között meghatározott  összefüggés áll fenn, és egyértelműen meghatározzák a gáz állapotát, ezért ezeket állapothatározóknak is nevezhetjük.

line1elore10.

A tömeg az anyag tehetetlenségének mértéke, ami közel azonos sebességű vonatkoztatási rendszerekben állandó. Jele: m, SI egysége: kg (kilogramm), ill. g (gramm). 1 kg = 1000 g.
A nyomás a felületre merőleges nyomóerő és a felület hányadosa. 
Jele: p. SI mértékegysége: Pa (pascal).  1Pa = 1 N/ m2.   
Decimális többszörösei: 1 MPa = 106 Pa; 1 kPa =103 Pa; 1 hPa = 100 Pa.
A gázok és folyadékok nyomása megadható bar mértékegységben is. 
1 bar =105 Pa ; 1 mbar = 100 Pa = 1 hPa (hektopascal, amit az időjárásjelentésekből is ismerünk). A légköri nyomást közelítőleg 1 bar nagyságúnak vehetjük. ( A normál légköri nyomás pontos értéke; 101 325 Pa.) A túlnyomás a légköri nyomás fölötti értéket mutatja. Az abszolút nyomás értékébe a légköri nyomást is beleszámítjuk, tehát az abszolút nyomást 0 Pa-tól számoljuk. Közöttük az átszámítás: abszolút nyomás = túlnyomás + légköri nyomás.

line1.elore10.
A hőmérséklet  a testek hőállapotára jellemző adat. A hő önként mindig a magasabb hömérsékletű hely felől terjed az alacsonyabb hőmérsékletű hely felé.
Kétféle hőmérsékletérték használatos a gyakorlatban:
   -az abszolút (termodinamikai) hőmérséklet, jele: T mértékegysége: K (Kelvin);
   - a Celsius-féle hőmérséklet, jele: t, mértékegysége: oC.
A kétféle hőmérsékleti skálán egy-egy fok különbsége megegyezik, csak a skálák kezdőpontja között van eltérés. A Celsius-skála 0 pontja a légköri nyomáson olvadó jég hőmérséklete, a Kelvin-skáláé 273,15 egységgel alacsonyabban van. Ebből következik, hogy a két érték közötti átszámítás: T = t + 273,15  (K)
                               t = T - 273,15 (oC).

A térfogat jele: V, mértékegysége: m3. Más egységei: dm3, cm3, ill. liter. A közöttük lévő kapcsolat: 1 liter = 1 dm3 = 10-3 m3, 1 m3 = 103 liter  = 103 dm3.
Mivel a gázok nem térfogattartók, használatos még a fajlagos térfogat fogalma is, amely egységnyi tömegű gáz térfogatát jelenti. Jele: v. SI egysége: m3/kg.

 

 

 

2.5. AZ IDEÁLIS GÁZOK ÁLTALÁNOS ÁLLAPOTVÁLTOZÁSA*, 
ÁLLAPOTEGYENLETE*
Egyesített gáztörvény
Így a p , V , T állapotjelzők mindegyike változik, csak a gáz tömege és minősége maradváltozatlan. Az ilyen állapotváltozást általános állapotváltozásnak nevezzük.
A p , V , T állapotjelzők közötti összefüggést az egyesített gáztörvény adja meg. Az összefüggést méréssel állapíthatjuk meg, az ábra szerinti kísérleti összeállítással.
Rögzítsük az ábrán látható kísérleti összeállításban a jobb oldali csőszárat a lombikban lévő gáz melegítésekor! Ekkor a gáz melegítésekor annak térfogata, nyomása és hőmérséklete egyaránt megváltozik.
 

A gázok általános állapotváltozását vizsgáló kísérleti összeállítás. 
Mi a szerepe a mozgatható szárnak?
A gáz melegítésekor mérhetjük mindhárom ( p ,V , T ) változó állapotjelző értékét egy adott pillanatban. A gáz V térfogatát aV=V0+Δs⋅A összefüggés alapján, a térfogathoz tartozó nyomás értékét pedig ap=p0+Δh⋅ρ⋅g ,korábban is használt formula szerint határozhatjuk meg. A gáz hőmérséklete megegyezik a vízfürdő hőmérővel mért T hőmérsékletével.
Az elvégzett kísérlet pontos méréseinek adataiból az alábbi törvényszerűséget állapíthatjuk meg:
Az állandó tömegű gázok nyomásának és térfogatának szorzata egyenesen arányos a gáz abszolút hőmérsékletével:
p⋅V∼T , vagyis  p⋅VT=  állandó
Így az egyesített gáztörvényt az alábbi alakban írhatjuk fel:
p1⋅V1T1=p2⋅V2T2
Emlékeztető
Az anyagok minden halmazállapotban atomi részecskékből – atomokból vagy molekulákból – épülnek fel. Az anyagi részecskék sokaságának jellemzésére az anyagmennyiség szolgál. 
Az anyagmennyiség  jele: n , mértékegysége a mól. A mértékegység jele: mol. 1 mol annak a részecskesokaságnak az anyagmennyisége, amely annyi részecskét tartalmaz, mint amennyi atom van 12 g tömegű C 12 -szénizotópban. Ennek értéke: 6,023⋅1023 . Az állandó mennyiséget Avogadro-állandónak nevezzük. Jele: N A , mértékegysége: 1mol .
Moláris tömegnek* nevezzük (jele: M) azt a tömeget, amely megmutatja, hogy mekkora az 1 mólnyi elem vagy vegyület tömege. A moláris tömeg mértékegysége: kgmol  és gmol
A fenti mennyiségek közötti összefüggés:
n=mM
Vagyis valamely elem vagy vegyület n anyagmennyiségét megkapjuk, ha az anyag mtömegét elosztjuk az elem vagy vegyület M moláris tömegével.
Állapotegyenlet
Az eddigiek során mindig állandó tömegű gáz állapotváltozásait vizsgáltuk. A gyakorlatból azonban tudjuk, hogy a palackba zárt gáz tömege is változhat (felhasználáskor csökken, töltéskor nő). Korábban már megállapítottuk, hogy az adott m tömegű gáz nyomásának és térfogatának p⋅V p × V szorzata egyenesen arányos az abszolút T hőmérséklettel. Vagyis
p⋅VT=  állandó
Hogyan lehetne ezt az állandót meghatározni? Kémiai tanulmányainkból ismeretes, hogy a normál állapotú ( p 0 = 101,325 kPa nyomáson, T = 0 Co = 273,15 K hőmérsékleten) 1 molanyagmennyiségű -ideálisnak tekitett- gáz térfogata V = 22414 cm. 3
Ezt a térfogatot normál moláris térfogatnak nevezzük. 
Ezeket az adatokat a fenti törtkifejezésbe behelyettesítve megkapjuk a keresett R állandó számértékét és mértékegységét is 1 mol gázra:
R=p⋅VT=101325Pa⋅0,022414m3273,15K=8,314Jmol⋅K

n mol gáz esetén – mivel annak térfogata a normátérfogat n -szerese -a   p⋅VT   törtkifejezés értéke is n-szer nagyobb, vagyis   p⋅VT=n⋅R 
, illetve az   n=mM   hányadost behelyetesítve:  p⋅VT=mM⋅R  . A kifejezéseket átrendezve:
Az ideális gázok állapotegyenletét:
p⋅V=n⋅R⋅T,
illetve a gáz tömegével kifejezve:
p⋅V=mM⋅R⋅T.
Az   R=8,314Jmol⋅K   állandó egyetemes vagy általános gázállandónak nevezzük.
A fenti egyenlet az n mol ideális gáz egy adott állapotában adja meg az összefüggést a gáz állapotjelzői között, innen ered az állapotegyenlet elnevezés.
 
Fizika képletek

1,. Belső energia, tágulási munka:

- Zárt gázmennyiség térfogatváltozáskor munkát végez.

 

- térfogat munka:

    - izobár ( p= állandó) változáskor:

Wgáz=p*deltaV

izoterm (T=állándó) változáskor:

Wgáz=N*k*T*l*n*V2/V1=m/M*R*T*l*n*V2/V1=m/M*R*T*l*n*p1/p2

Izochor (V=állandó) váltakozásakor:

Wgáz=0

f szabadsági fókú rendszerben: E=f/2*N*k*T

2., A termodinamika I. főtétele, a belső energia változása:

Adott test belső energiájának (deltaE) megváltozása egyenlő a rendszerrel történt hőközlés mértékének (Q) és a külsö munkának (W) összegével:

deltaE=Q+W

3., A hő, fajhő:

A test belső energiájának változása állandó térfogaton:

deltaE=Q, mert W=0

A hőközlés mértékére jellemző a Q hő:

Q=c*m*deltaT

ahol m a test tömege, deltaT a hőmérséklet-változás. c az anyagi minőségre jellemző együttható.

A

mennyiség a fajhő, a cm = C mennyiség pedig a test hőkapacitása.



Weblap látogatottság számláló:

Mai: 13
Tegnapi: 1
Heti: 17
Havi: 59
Össz.: 25 414

Látogatottság növelés
Oldal: Fizika
Otthoni tanulásra alkalmas online mindenes füzet - © 2008 - 2024 - hazi.hupont.hu

Ingyen honlap és ingyen honlap között óriási különbségek vannak, íme a második: ingyen honlap

ÁSZF | Adatvédelmi Nyilatkozat

X

A honlap készítés ára 78 500 helyett MOST 0 (nulla) Ft! Tovább »