Υπολογίστε την πίεση που ασκείται από 0.3000 mol ηλίου σε δοχείο 0.2000 L στους -25 ° C χρησιμοποιώντας
ένα. ιδανικό νόμο περί αερίου
σι. van der Waals εξίσωση
Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στα μη ιδανικά και τα ιδανικά αέρια;
Δεδομένος:
έναΑυτός = 0,0341 atm · L2/mol2
σιΑυτός = 0,0237 L · mol
Μέρος 1:Νόμος περί ιδανικού αερίου
ο ιδανικό αέριο το δίκαιο εκφράζεται από τον τύπο:
PV = nRT
που
P = πίεση
V = όγκος
n = αριθμός mole του αερίου
R = ιδανικό σταθερό αέριο = 0,08206 L · atm / mol · Κ
T = απόλυτη θερμοκρασία
Βρείτε την απόλυτη θερμοκρασία
Τ = ° C + 273,15
Τ = -25 + 273,15
Τ = 248,15 Κ
Βρείτε την πίεση
PV = nRT
P = nRT / V
Ρ = (0.3000 mol) (0.08206 L · atm / mol · Κ) (248.15) / 0.2000 L
Πιδανικός = 30,55 atm
Μέρος 2ο: Εξίσωση Van der Waals
Η εξίσωση Van der Waals εκφράζεται από τον τύπο
Ρ + α (η / ο)2 = nRT / (V-nb)
που
P = πίεση
V = όγκος
n = αριθμός γραμμομορίων αερίου
α = έλξη μεταξύ μεμονωμένων σωματιδίων αερίου
b = μέσος όγκος μεμονωμένων σωματιδίων αερίου
R = ιδανικό σταθερό αέριο = 0,08206 L · atm / mol · Κ
T = απόλυτη θερμοκρασία
Λύστε για πίεση
P = nRT / (V-nb) -α (η / ν)2
Για να καταστεί ευκολότερη η παρακολούθηση των μαθηματικών, η εξίσωση θα χωριστεί σε δύο μέρη
Ρ = Χ - Υ
που
Χ = nRT / (V-nb)
Υ = α (η / ο)2
Χ = Ρ = nRT / (V-nb)
Χ = (0.3000 mol) (0.08206 L · atm / mol · Κ) (248.15) / [0.2000 L - (0.3000 mol) (0.0237 L / mol)]
Χ = 6.109 L · atm / (0.2000 L - .007 L)
Χ = 6.109 L · atm / 0.19 L
Χ = 32,152 atm
Υ = α (η / ο)2
Υ = 0,0341 atm · L2/mol2 x [0,3000 mol / 0,2000 L]2
Υ = 0,0341 atm · L2/mol2 χ (1,5 mol / L)2
Υ = 0,0341 atm · L2/mol2 x 2,25 mol2/ΜΕΓΑΛΟ2
Υ = 0.077 atm
Ανακαλέστε να βρει πίεση
Ρ = Χ - Υ
Ρ = 32,152 atm - 0,077 atm
Πμη ιδανικό = 32.075 atm
Μέρος 3 - Βρείτε τη διαφορά μεταξύ των ιδανικών και των μη ιδανικών συνθηκών
Πμη ιδανικό - Πιδανικός = 32,152 atm - 30,55 atm
Πμη ιδανικό - Πιδανικός = 1.602 atm
Απάντηση:
Η πίεση για το ιδανικό αέριο είναι 30,55 atm και η πίεση για το van der Waals εξίσωση του μη ιδανικού αερίου ήταν 32,152 atm. Το μη ιδανικό αέριο είχε μεγαλύτερη πίεση κατά 1.602 atm.
Ένα ιδανικό αέριο είναι εκείνο στο οποίο τα μόρια δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και δεν καταλαμβάνουν κανένα χώρο. Σε έναν ιδανικό κόσμο, οι συγκρούσεις μεταξύ των μορίων του αερίου είναι εντελώς ελαστικές. Όλα τα αέρια στον πραγματικό κόσμο έχουν μόρια με διάμετρο και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους υπάρχει πάντα ένα κομμάτι λάθους που εμπλέκονται στη χρήση οποιασδήποτε μορφής του νόμου για το ιδανικό αέριο και van der Waals εξίσωση.
Ωστόσο, τα ευγενή αέρια δρουν πολύ σαν τα ιδανικά αέρια επειδή δεν συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις με άλλα αέρια. Ειδικά το ηλίιο ενεργεί σαν ένα ιδανικό αέριο επειδή κάθε άτομο είναι τόσο μικροσκοπικό.
Άλλα αέρια συμπεριφέρονται σαν ιδανικά αέρια όταν βρίσκονται σε χαμηλές πιέσεις και θερμοκρασίες. Η χαμηλή πίεση σημαίνει ότι συμβαίνουν λίγες αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων αερίου. Χαμηλή θερμοκρασία σημαίνει ότι τα μόρια αερίου έχουν λιγότερη κινητική ενέργεια, επομένως δεν κινούνται τόσο πολύ ώστε να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους ή με το δοχείο τους.