Ez a cikk az ideális gáz tulajdonságairól szól. Az ideális kifejezés olyasmit jelent, ami minden szempontból tökéletes. Bár ezen a világon semmi sem ideális.
Legyen szó emberekről, állatokról vagy a természet bármely más részéről, semmi sem ideális. Ez az életforma, a rosszban csak mi láthatunk jót. Korlátozzuk vitánkat a gázokra. Valójában csak valódi gázok léteznek. Vannak olyan gázok, amelyek szinte ideálisak. Ebben a cikkben egy ideális gáz tulajdonságait tanulmányozzuk, majd tovább tanulmányozzuk azokat a valódi gázokat, amelyek közel ideálisak.
- A levegő ideális gáz tulajdonságai
- A metán ideális gáz tulajdonságai
- A Co2 ideális gáztulajdonságai
- A hélium ideális gáz tulajdonságai
- A nitrogén ideális gáz tulajdonságai
- Az argon ideális gáz tulajdonságai
- A propán ideális gáz tulajdonságai
- Az oxigén ideális gáz tulajdonságai
Milyen az ideális gáz?
An ideális A gáz az az elméleti gáz, amelynek nincs részecskék közötti kölcsönhatása, hanem sok pontszerű részecskéből áll, amelyek véletlenszerűen vagy Brown-mozgást követve mozognak.
A valóságban ideális gázok nem léteznek, és csak valódi gázok léteznek. Az ideális gázok követik azokat a törvényeket, amelyeket az ideális gáz alapvető jellemzőinek tekintenek. Azokat a valódi gázokat, amelyek közel követik ezeket a törvényeket vagy jellemzőket, szintén ideális gázoknak tekintik. Tanulmányozzuk az alábbi részben az ideális gáz jellemzőit.
Kép kredit: Cmglee, Ideális gázjogi kapcsolatok, CC BY-SA 4.0
Az ideális gáz jellemzői
Az ideális gáz jellemzőit a gázok kinetikai elmélete adja meg. Ezeket a jellemzőket az alábbi szakasz tartalmazza:
- A gázmolekulák barna mozgást követnek és folyamatosan mozognak.
- A gázmolekulák által megtett út egyenes vonalat követ, és nem változik, hacsak nem ütközik más molekulával vagy tárolóedénnyel.
- A molekulák között nincs kölcsönhatás, vagyis nincs vonzó vagy visszaszorító erő a molekulák között.
- A gázrészecskéket nagyon kicsinek vagy ponttömegűnek tekintik. Nem tárolnak semmilyen térfogatot.
- Ezen ponttömegek ütközései rugalmasak. Ebben az egész folyamatban az energia megmarad, vagyis ebben a folyamatban nincs energianyerés vagy veszteség.
- Az azonos hőmérsékletű molekulák kinetikai energiája azonos.
Az ideális gáz típusai
Az ideális gázok három fő típusba sorolhatók. Ezeket a típusokat az alábbi szakasz tartalmazza:
- Klasszikus vagy Maxwell-Boltzmann ideális gáz – Ezt a gáztípust tovább osztják klasszikus termodinamikai ideális gázra és ideális kvantum-Boltzmann-gázra.
- Ideális kvantum Bose gáz– Ezt a típusú gázt a Bose-Einstein statisztika szabályozza, és ezeknek a bozonoknak az energiájának eloszlása Bose-Einstein eloszlás formájában történik.
- Ideális kvantum Fermi gáz– Ezt a típusú gázt a Fermi-Dirac statisztikák szabályozzák, és ezeknek a Fermionoknak az energiaeloszlása Fermi-Dirac eloszlás formájában történik.
A levegő ideális gáz tulajdonságai
Az alábbi táblázat a levegő ideális gáztulajdonságait mutatja be. A levegő sok gáz keveréke, de követi az ideális gáz néhány jellemzőjét.
A gáz ideális gázként viselkedik, ha magas a hőmérséklete és alacsony a nyomása. A levegő ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
Az alábbi táblázat a levegő tulajdonságait mutatja be
Moláris tömeg- 28.97
Gázállandó- 0.287
Cp- 1.005
Cv- 0.718
A metán ideális gáz tulajdonságai
A metán egy szénvegyület, amely egyetlen szénatomból és négy, hozzá kapcsolódó hidrogénatomból áll. A metán tulajdonságait az alábbi részben ismertetjük
A gáz ideális gázként viselkedik, ha a hőmérséklet magas és a nyomás alacsony. A metán ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
Sűrűség- 0.657 kg/m3
Olvadáspont -183 Celsius fok
Forráspont - -162 Celsius fok
Kritikus hőmérséklet - 190.56 K
A Co2 ideális gáztulajdonságai
A Co2 vagy szén-dioxid szintén egy szénvegyület, amely egyetlen szénatomból és két ehhez kapcsolódó oxigénatomból áll. A Csrbon-dioxidot mi, emberek lélegezzük ki. A Co2-t tűzoltóként is használják, mivel nem támogatja az égést.
A gáz ideális gázként viselkedik, ha a hőmérséklet magas és a nyomás alacsony. A CO2 ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
A CO2 ideális gáztulajdonságait az alábbi részben adjuk meg.
Moláris tömeg- 44.01
Gázállandó- 0.1889
Cp – 0.846
Cv- 0.657
A hélium ideális gáz tulajdonságai
A hélium nemesgáz, rendszáma 2. Csak egy héja van, amelybe két elektron fér el. A hélium atom stabil, mivel a héj tele van, és a lehető legalacsonyabb energiaállapotban van.
A gáz ideális gázként viselkedik, ha a hőmérséklet magas és a nyomás alacsony. A hélium ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
A hélium ideális gáz tulajdonságait az alábbi szakaszban adjuk meg.
Moláris tömeg - 4
Gázállandó- 2.07
Cp- 5.9
Cv- 3.11
A nitrogén ideális gáz tulajdonságai
A nitrogén gáz színtelen kémiai elem. Nincs szaga, inert és nem fémes természetű. A nitrogén ideális gáz tulajdonságait az alábbi táblázat tartalmazza.
A gáz ideális gázként viselkedik, ha a hőmérséklet magas és a nyomás alacsony. A nitrogén ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
Moláris tömeg- 28
Gázállandó- 0.29
Cp- 1.039
Cv- 0.743
Az argon ideális gáz tulajdonságai
A nitrogénhez hasonlóan az argon is színtelen és szagtalan kémiai elem. Természetében nem gyúlékony és nem illékony. A nemesgáz családba tartozik, melynek legkülső héja teljesen meg van töltve, ami stabilabbá teszi az atomot.
A gáz ideális gázként viselkedik, ha a hőmérséklet magas és a nyomás alacsony. Az argon ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
Az argon ideális gáz tulajdonságait az alábbi részben adjuk meg.
Moláris tömeg- 40
Gázállandó- 0.2081
Cp- 0.52
Cv- 0.31
Az oxigén ideális gáz tulajdonságai
Az oxigén egy gáznemű kémiai elem, amely szintén szagtalan és színtelen. Emellett elmondhatjuk, hogy az oxigén támogatja az égést, mivel oxidálószerként működik, és az égéshez oxidálószerre van szükség. Mindannyian belélegzünk oxigént a túléléshez.
A gáz ideális gázként viselkedik, ha a hőmérséklet magas és a nyomás alacsony. Az oxigén ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
Az oxigén ideális gáztulajdonságait az alábbi részben adjuk meg-
Moláris tömeg- 32
Gázállandó- 0.25
Cp- 0.918
Cv- 0.65
A propán ideális gáz tulajdonságai
A propán az alkánok családjába tartozik. A propán egy szénvegyület, amelyhez három szénatom és nyolcadik hidrogénatom kapcsolódik. Nagyon egyedi elem, mivel a propán környezetbarát.
A gáz ideális gázként viselkedik, ha a hőmérséklet magas és a nyomás alacsony. A propán ilyen körülmények között ideális gázként viselkedik.
A propángáz ideális gáztulajdonságait az alábbi rész ismerteti-
Moláris tömeg- 44
Gázállandó- 0.1885
Cp- 1.67
Cv- 1.49
Ideális gáz nyomás-hőmérséklet viszonya
Az ideális gáz nyomását és hőmérsékletét az alábbi pontban megadott egyenlet határozza meg egymással.
PV = nRT
Ahol,
P az ideális gáz nyomása
V a gáz térfogata
n a gázmolok száma
R az univerzális gázállandó
T a gáz hőmérséklete a rendszerben
Szia… Abhishek Khambhata vagyok, gépészmérnöki diplomát szereztem. Mérnöki munkám négy éve során pilóta nélküli légi járműveket terveztem és repültem. Az erősségem a folyadékmechanika és a hőtechnika. Negyedéves projektem pilóta nélküli légi járművek teljesítménynövelésén alapult napelemes technológiával. Szeretnék kapcsolatba lépni hasonló gondolkodású emberekkel.