Vypočítajte tlak vyvíjaný 0,3000 mol hélia v 0,2 000 I nádobe pri -25 ° C pomocou
a. zákon o ideálnom plyne
b. van der Waals rovnice
Aký je rozdiel medzi ideálnymi a ideálnymi plynmi?
Vzhľadom na to:
on = 0,0341 atm · L2/mol2
bon = 0,0237 1 mol
Časť 1:Zákon o ideálnom plyne
ideálny plyn zákon je vyjadrený vzorcom:
PV = nRT
kde
P = tlak
V = objem
n = počet molí plynu
R = konštanta ideálneho plynu = 0,08206 l · atm / mol · K
T = absolútna teplota
Nájdite absolútnu teplotu
T = ° C + 273,15
T = -25 + 273,15
T = 248,15 K
Nájdite tlak
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0,3000 mol) (0,08206 l, atm / mol · K) (248,15) / 0,2000 l
Pideálne = 30,55 atm
Časť 2: Van der Waalsova rovnica
Van der Waalsova rovnica je vyjadrená vzorcom
P + a (n / V)2 = nRT / (V-nb)
kde
P = tlak
V = objem
n = počet mólov plynu
a = príťažlivosť medzi jednotlivými časticami plynu
b = priemerný objem jednotlivých častíc plynu
R = konštanta ideálneho plynu = 0,08206 l · atm / mol · K
T = absolútna teplota
Vyriešte tlak
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)2
Aby sa matematika dala ľahšie sledovať, rovnica sa rozdelí na dve časti
P = X - Y
kde
X = nRT / (V-nb)
Y = a (n / V)2
X = P = nRT / (V-nb)
X = (0,3000 mol) (0,08206 l, atm / mol, K) (248,15) / [0,2000 L - (0,3000 mol) (0,0237 l / mol)]
X = 6,109 l · atm / (0,2000 l - 0,007 l)
X = 6,109 L · atm / 0,19 L
X = 32,152 atm
Y = a (n / V)2
Y = 0,0341 atm.L2/mol2 x [0,3000 mol / 0,2000 L]2
Y = 0,0341 atm.L2/mol2 x (1,5 mol / l)2
Y = 0,0341 atm.L2/mol2 x 2,25 mol2/ L2
Y = 0,077 atm
Rekombinujte, aby ste našli tlak
P = X - Y
P = 32,152 atm - 0,077 atm
Pneideální = 32,075 atm
Časť 3 - Nájdite rozdiel medzi ideálnymi a neideálnymi podmienkami
Pneideální - Pideálne = 32,152 atm - 30,55 atm
Pneideální - Pideálne = 1,602 atm
odpoveď:
Tlak pre ideálny plyn je 30,55 atm a tlak pre van der Waals rovnice neideálneho plynu bol 32,152 atm. Neideálny plyn mal vyšší tlak o 1,602 atm.
Ideálny plyn je plyn, v ktorom molekuly navzájom nekomunikujú a nezaberajú žiadny priestor. V ideálnom svete sú kolízie medzi molekulami plynov úplne elastické. Všetky plyny v reálnom svete majú molekuly s priemerom a ktoré vzájomne interagujú pri použití akejkoľvek formy zákona o ideálnom plyne a van der Waalsa sa vždy vyskytla chyba rovnice.
Ušľachtilé plyny sa však správajú podobne ako ideálne plyny, pretože sa nezúčastňujú chemických reakcií s inými plynmi. Najmä hélium pôsobí ako ideálny plyn, pretože každý atóm je tak malý.
Ostatné plyny sa správajú podobne ako ideálne plyny, keď sú pod nízkym tlakom a teplotou. Nízky tlak znamená málo interakcií medzi molekulami plynu. Nízka teplota znamená, že molekuly plynu majú menšiu kinetickú energiu, takže sa nepohybujú tak ďaleko, aby vzájomne pôsobili navzájom alebo so svojím zásobníkom.