Výpočty za použití zákonů pro ideální plyn



Podobné dokumenty
11. Tepelné děje v plynech

Výpo ty Výpo et hmotnostní koncentrace zne ující látky ,

molekuly zanedbatelné velikosti síla mezi molekulami zanedbatelná molekuly se chovají jako dokonale pružné koule

IDEÁLNÍ PLYN II. Prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc.

FYZIKA 2. ROČNÍK. Změny skupenství látek. Tání a tuhnutí. Pevná látka. soustava velkého počtu částic. Plyn

5. Výpočty s využitím vztahů mezi stavovými veličinami ideálního plynu

MĚŘENÍ VLHKOSTI. Vlhkoměr CHM 10 s kapacitní sondou

Popis fyzikálního chování látek

Chemie - cvičení 2 - příklady

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

III. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

FYZIKA 2. ROČNÍK. ρ = 8,0 kg m, M m kg mol 1 p =? Příklady

Zákony ideálního plynu

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

Výpočty podle chemických rovnic

Hustota plynů - jak ji změřit?

Molekulová fyzika. Reálný plyn. Prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc.

CHEMICKÉ VÝPOČTY II SLOŽENÍ ROZTOKŮ. Složení roztoků udává vzájemný poměr rozpuštěné látky a rozpouštědla v roztoku. Vyjadřuje se:

Definice termodynamiky

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

2.6.6 Sytá pára. Předpoklady: 2604

Elektrický proud v elektrolytech

Termodynamika ideálního plynu

Hlavní body. Teplotní závislosti fyzikálních veličin. Teplota, měření

8. Termodynamika a molekulová fyzika

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Gibbsova a Helmholtzova energie. Def. Gibbsovy energie G. Def. Helmholtzovy energie A

1 Poznámka k termodynamice: Jednoatomový či dvouatomový plyn?

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

PLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

2.3.6 Práce plynu. Předpoklady: 2305

7. Fázové přeměny Separace

Pokud světlo prochází prostředím, pak v důsledku elektromagnetické interakce s částicemi obsaženými

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

Termodynamická soustava Vnitřní energie a její změna První termodynamický zákon Řešení úloh Prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc.

Hmotnostní procenta (hm. %) počet hmotnostních dílů rozpuštěné látky na 100 hmotnostních dílů roztoku krát 100.

1/6. 2. Stavová rovnice, plynová konstanta, Avogadrův zákon, kilomol plynu

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

1. Hmotnost a látkové množství

Chemické výpočty. výpočty ze sloučenin

3.1.8 Přeměny energie v mechanickém oscilátoru

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Mol. fyz. a termodynamika

Cvičení z termomechaniky Cvičení 2. Stanovte objem nádoby, ve které je uzavřený dusík o hmotnosti 20 [kg], teplotě 15 [ C] a tlaku 10 [MPa].

Hmotnostní tok výfukových plynů turbinou, charakteristika turbiny

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ

6. Stavy hmoty - Plyny

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Termodynamické zákony

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

Vnitřní energie Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Iva Procházková

Plynové turbíny. Nevýhody plynových turbín: - menší mezní výkony ve srovnání s parní turbínou - vyšší nároky na palivo - kvalitnější materiály

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

Obrázek1:Nevratnáexpanzeplynupřesporéznípřepážkudooblastisnižšímtlakem p 2 < p 1

7. Měření dutých objemů pomocí komprese plynu a určení Poissonovy konstanty vzduchu Úkol 1: Určete objem skleněné láhve s kohoutem kompresí plynu.

V xv x V V E x. V nv n V nv x. S x S x S R x x x x S E x. ln ln

PZP (2011/2012) 3/1 Stanislav Beroun

11. CHEMICKÉ SENZORY

Termodynamika pro +EE1 a PEE

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

Ústřední komise Chemické olympiády. 47. ročník 2010/2011. OKRESNÍ KOLO kategorie D ŘEŠENÍ SOUTĚŽNÍCH ÚLOH

III. Základy termodynamiky

Model tenisového utkání

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast

KATEDRA VOZIDEL A MOTORŮ. Palivová směs PSM #4/14. Karel Páv

KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2

PŘEPLŇOVÁNÍ PÍSTOVÝCH SPALOVACÍCH MOTORŮ

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

V p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :

Nakloněná rovina III

ÚVODNÍ POJMY, VNITŘNÍ ENERGIE, PRÁCE A TEPLO POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

DOPLŇKOVÉ TEXTY BB01 PAVEL SCHAUER INTERNÍ MATERIÁL FAST VUT V BRNĚ ENERGIE

kde k c(no 2) = 2, m 6 mol 2 s 1. Jaká je hodnota rychlostní konstanty v rychlostní rovnici ? V [k = 1, m 6 mol 2 s 1 ]

Kruhový děj s plynem

3.9. Energie magnetického pole

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

4 Ztráty tlaku v trubce s výplní

Fázové přechody. navzájem nezávislé chemicky čisté látky obsažené v termod.soustavě

stechiometrický vzorec, platné číslice 1 / 10

Viz též stavová rovnice ideálního plynu, stavová rovnice reálného plynu a van der Waalsova stavová rovnice.

KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ

Termodynamické základy ocelářských pochodů

9. Struktura a vlastnosti plynů

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

r j Elektrostatické pole Elektrický proud v látkách

TERMODYNAMIKA Ideální plyn TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

3.5 Tepelné děje s ideálním plynem stálé hmotnosti, izotermický děj

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

IV. Fázové rovnováhy dokončení

1. Mechanika - úvod. [ X ] - měřící jednotka. { X } - označuje kvantitu (množství)

Molekulová fyzika a termika:

LOGO. Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn

Transkript:

ýočty za oužití zákonů ro ideální lyn Látka v lynné stavu je tvořena volnýi atoy(onoatoickýi olekulai), ionty nebo olekulai. Ideální lyn- olekuly na sebe neůsobí žádnýi silai, jejich obje je ve srovnání s objee lynu zanedbatelný. olekuly lynu rovnoěrně vylňují uzavřený rostor, v něž se lyn nachází. Jsou v neustálé ohybu, všechny sěry rychlosti jsou v ně rovnocenné. lak lynu - zůsobují jej nárazy olekul na stěny nádoby, v níž je lyn uzavřen. lak lynu je tí větší, čí větší je očet olekul v dané objeu a čí častější jsou jejich nárazy na stěnu. Obje lynu - je vyezen stěnou nádoby nebo soustavy, ve které se lyn nachází a kterou rovnoěrně vylňuje. Kdyby olekuly lynu nebyly uzavřeny, šířily by se zcela volně do rostoru. elota lynu - nás inforuje o íře teelného ohybu olekul. Čí větší a intenzivnější je teelný ohyb olekul, tí vyšší je telota lynu. Střední kinetická energie všech olekul lynu a jeho absolutní telota jsou veličiny řío úěrné. Poněvadž kinetická energie závisí na druhé ocnině rychlosti, je veličinou kladnou a stejně tak i absolutní telota. Dolní ez, absolutní nula(ok), je však nedosažitelná a odovídala by stavu, kdy by ustal ohyb všech olekul. elota, tlak, olární obje lynu jsou stavové veličiny a ůžee jii jednoznačně definovat stav lynu. Jednotka absolutní teloty je Kelvin(K). Pro řeočet na stuně Celsiovy latí vztah: 7,1K 0 C lak je v SI uváděn v ascalech() N Hlavní jednotkou ro obje lynů je krychlový etr(³). Za tzv. norální odínky okládáe stav lynu ři tlaku 1, 01 10 (norální tlak n ) a za teloty 7, 1 K (norální telota n ). Za těchto odínek zaujíá jeden ol ideálního lynu obje, 1 10 - (tzv. norální olární obje n ). šechny látky v lynné skuenství náleží však obecně k tzv. lynů reálný a jejich chování lze ouze za určitých okolností osat oocí odelu ideálního lynu. Reálné lyny se svý chování blíží lynu ideálníu za nízkých tlaků a vysokých telot. Při běžných cheických výočtech lze však všechny látky v lynné stavu okládat za vyhovující odínká ro ideální lyn a oužívat zákonů ro ideální lyn. Pro ideální lyn latí stavová rovnice: Konst. Číselná hodnota konstanty závisí na hotnosti lynu a na zvolených jednotkách. Budeeli uvažovat 1ol ideálního lynu jehož obje je za norálních odínek, 1 10 -, ak o dosazení říslušných hodnot dostanee hodnotu této konstanty, která se ro 1ol označuje R- univerzální lynová konstanta. nn R 8,1 Jol K n -1-1

Stavovou rovnici ro 1ol ak vyjadřujee vztahe: R Zatíco ro látkové nožství lynu n bude ít stavová rovnice tvar: n R n - olární hotnost lynu, R Hustota lynu ρ stavová rovnice á ak tvar: R ρ R - hotnost lynu Příklady: Jisté nožství lynu á ři telotě C a tlaku 90k obje 0, d³. yočítejte, jaký bude jeho obje za norálních odínek. n 7, 1 K 7 K n 1, 01 10 1, 01 10 nn 11 n 1 1 (7+) K 96 K 1 90 k 0, 9 10 11 n 1 O, d n 1 n n? 0, 910 0,7 n d 0,6 d 961, 0110 Za norálních odínek bude obje lynu 0, 6d. yočítejte, jaká je hotnost 1 vzduchu za tlaku 1, 10 a teloty 7 C, je-li růěrná olární hotnost vzduchu 8, 9 10 - kg ol -1. -1 R 8, 1 J ol -1 K 1, 10 R (7+7) K 00 K 1 8, 9 10 - kg ol -1 R -? 1, 10 18, 9 10 kg 1,71 kg 8,100 Hotnost 1 vzduchu je za daných odínek 1, 71 kg.

yočítejte, jaká je hustota suchého vzduchu ři telotě C a tlaku 9, 9 10. -1 R 8, 1 J ol -1 K (7+) K 97 K R 8, 9 10 - kg ol -1 9, 9 10 R ρ? ρ R ρ R - 9, 9 10 8, 9 10 ρ kg 1,161 kg 8,1 97 Hustota suchého vzduchu za daných odínek je 1, 161 kg. Ze stavové rovnice lze odvodit tyto závěry: 1) Je-li telota konstantní, jde o zěnu izoterickou, ři níž tlak lynu závisí ouze na objeu. Izoterickou zěnu vyjadřuje zákon Boylův-ariottův konst. Příklad: Jaký byl očáteční tlak lynu, jestliže o stlačení ůvodního objeu z 0 d na 1 d vzrostl tlak ři stálé telotě na 0,? konst. 1 0 d 1 d 0, 10 1? 1 1 1 1 10 1 6 1 1 10 0,1 10 0,1 0 Počáteční tlak lynu byl 0, 1. ) Je-li tlak lynu konstantní, luvíe o zěně izobarické a stav lynu je ak určen závislostí objeu na absolutní telotě. uto zěnu vyjadřuje zákon Gay-Lussacův konst.

Příklad: Jisté nožství lynu á ři telotě 0 C obje 1d. O kolik C je třeba zvýšit jeho telotu, aby se za nezěněného tlaku ůvodní obje zvětšil na d? konst. 1 1 d 1 1 1 (7+0) K 9 K 1 d 1? 1 9 K 86 K 1 t 1 C t t t1 t 9 C elota se zvýší o 9 C. ) Je-li konstantní obje lynu, jde o zěnu izochorickou a lyn ění svůj stav v závislosti tlaku na absolutní telotě. uto zěnu vyjadřuje zákon Charlesův. konst. Příklad: Plyn á ři telotě 0 C tlak 1,01 10. Zjistěte tlak daného nožství lynu, zvýší-li se za konstantního objeu jeho telota na 100 C. konstantní n 7 K n 1,01 10 1 7 K 1? n 1 n 1 1 n 1 n 71,0110 1 1,810 7 lak lynu vzroste na hodnotu 1,8 10. Stavová rovnice ideálního lynu latí zároveň i ro sěs lynů s celkový očte olů n, okud solu cheicky nereagují. Proto je-li v určité uzavřené rostoru sěs několika navzáje nereagujících ideálních lynů, chová se každá složka této lynné sěsi v dané rostoru tak, jako by jej vylňovala saa. lak ni R každé složky lynné sěsi je dán vztahe i n i - očet olů uvažovaného jednotlivého lynu i - arciální tlak - je roven tlaku, který by ěl lyn, kdyby vylňoval obje celé sěsi ouze sá Sečtení arciálních tlaků všech lynů ve sěsi celkový tlak lynné sěsi R i ni - Daltonův zákon o arciálních tlacích

Podobně i objey, které říslušejí jednotlivý lynů ve sěsi, se nazývají arciální objey a jsou určeny stavovou rovnicí R i ni ýsledný obje sěsi je () ak dán součte arciálních objeů R i ni Zákon objeový-objey lynných látek vstuujících do reakce a objey lynných látek reakcí vznikajících jsou v oěru celých čísel, zravidla alých. Avogadrův zákon-ve stejných objeech lynných látek je za stejné teloty a tlaku stejný očet olekul. Příklady: 10litrové nádobě byla za konstantní teloty řiravena sěs tří lynů složené ze d dusíku odebraného ři tlaku 0,1, d vodíku odebraného ři tlaku 0,09 a 8 d ethanu odebraného ři tlaku 0,096. Jaké budou arciální tlaky jednotlivých lynů ve sěsi a jaký bude celkový tlak sěsi? sěsi 10 d N N n N R N 0,1 N sěsi nn R N d N N N sěsi H 90 k N N N H d sěsi 6 CH 96 k 0,110 10 N 10 0k 8 d 1010 CH N H CH sěsi???? H H H sěsi - 910 10 H - 6 10 6 k 1010 CH CH CH sěsi - 9610 810 CH - 76,8 10 76,8 k 1010 sěsi H + N + CH 6 k + 0 k + 76,8 k 1,8 k sěsi rciální tlak dusíku je 0 k, vodíku 6 k, ethanu 76,8 k. Celkový tlak lynné sěsi je 1,8 k.

Zjistěte olekulový vzorec lynného uhlovodíku, víte-li, že sálení jednoho objeu tohoto uhlovodíku vznikly dva objey oxidu uhličitého a dva objey vodní áry. šechna ěření byla rováděna za stejných odínek. Počet atoů uhlíku a vodíku v olekule uhlovodíku označíe v cheické vzorci indexy x a y. Salování uhlovodíku vyjádříe jako reakcí CH x y + O CO + HO Z cheické rovnice vylývá, že ke vzniku dvou olekul oxidu uhličitého je zaotřebí dvou atoů uhlíku a ke vzniku dvou olekul vody čtyř atoů vodíku. Je tedy x a y. olekulový vzorec uhlovodíku je CH