Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Главная Справочник Формулы по химии Формула идеального газа

Формула идеального газа

Определение и формулы идеального газа

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Идеальный газ – модель газа, в рамках которой принимается, что потенциальная энергия взаимодействия молекул и атомов газа пренебрежимо мала по сравнению с их кинетической энергией.

Допущения модели идеального газа:

объём частиц газа пренебрежимо мал, молекулы – материальные точки;
молекулы не взаимодействуют между собой, все столкновения абсолютно упругие;
время взаимодействия между частицами газа пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями молекул.

К большинству реальных в довольно широком интервале температур и давлений применима модель идеального газа.

Формулы для идеального газа

Формула, связывающая макроскопические параметры идеального газа, называется уравнением состояния идеального газа или уравнением Менделеева Клапейрона :

где р – давление, Па; V – объем, м $^{3}$ ; m – масса (кг), T – абсолютная температура (К), R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль • К), М – молярная масса газа (кг/моль).

Если масса газа постоянна, то уравнение состояния можно записать в форме объединенного газового закона:

При постоянной температуре объединенный газовый закон переходит в уравнение Бойля Мариотта:

При постоянном давлении объединенный газовый закон переходит в уравнение Гей-Люссака:

При постоянном объеме объединенный газовый закон переходит в уравнение Шарля:

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа связывает давление газа и среднюю кинетическую энергию его частиц:

где n – число частиц газа в единице объема, m₀ – масса одной частицы, υ – скорость частицы.

Средняя кинетическая энергия частиц и абсолютная температура газа связаны уравнением:

где k = 1,38 • 10⁻²³ Дж/К – постоянная Больцмана.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Вычислить молекулярную массу бензола, если 600 мл его паров при температуре 87°C и давлении 83,2 кПа имеют массу 1,30 г.

Решение

Запишем уравнение состояния идеального газа:

Выразим исходные данные в единицах СИ:

$T = 87 + 273 = 360 K$

$P = 83200$ Па

$V = 600 \cdot 10^{-6 }= 0,0006 м^{3}$

$m = 0,0013$ кг

Молярная масса бензола будет равна:

$M=\frac{mRT}{PV}=\frac{0,0013 \cdot 8,31 \cdot 360}{83200 \cdot 0,0006}=0,078$ кг/моль $= 78$ г/моль

Ответ

Молярная масса бензола равна 78г/моль.

ПРИМЕР 2

Задание

Рассчитайте объем воздуха, который необходим для полного сгорания 25 кг метилэтилового эфира, при температуре – 4° С и давлении 1,2 • 10⁵ Па.

Решение

Формула метилэтилового эфира: СН₃ОС₂Н₅

Запишем уравнение реакции горения:

$2CH_{3}OC_{2}H_{5} + 9O_{2} = 6CO_{2} + 8H_{2}O$

Рассчитаем количество вещества метилэтилового эфира.

$M(CH_{3}OC_{2}H_{5}) = 60$ г/моль

$n(CH_{3}OC_{2}H_{5}) = m / M = 25000 / 60 = 416,67$ моль

По уравнению реакции:

$n(O_2)=\frac{n(CH_3OC_2H_5)}{2} \cdot 9=\frac{416,67}{2} \cdot 9=1875$ моль

По уравнению Менделеева-Клапейрона:

Выразим объем газа:

$T = 273- 4 = 269$ K

$R = 8,31$ Дж/(моль • К)

$P = 120000$ Па

Рассчитаем объем кислорода:

$V(O_2)=\frac{1875 \cdot 8,31 \cdot 269}{120000}=35$ м $^{3}$

Содержание кислорода в воздухе составляет 20,94 % по объему.

Рассчитаем объем воздуха:

$V($ воздуха $) = 35$ м $^{3}$ $/ 0,2094 = 167$ м $^{3}$

Ответ

Объем воздуха равен 167 м $^{3}$ .

Читайте также:

Формула серной кислоты

Формула серы

Формула соды

Формула соли

Формула углерода

Формула хлора

Формулы оксидов

Формула этилового спирта

© SolverBook - онлайн сервисы для учебы, 2015

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Почта для связи: info@ru.solverbook.com

Выберите язык:

Сервисы

SolverBook