Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

9.1: Гази та атмосферний тиск

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    18013

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    У розділі 2 ми дізналися про три принципові стани речовини; тверді речовини, рідини та гази. Ми пояснили властивості станів речовини за допомогою кінетичної молекулярної теорії (КМТ). Речовини в газоподібному стані, згідно з KMT, мають достатню кінетичну енергію, щоб розірвати всі сили привабливості між окремими частинками газу і тому вільні відокремлюватися і швидко переміщатися по всьому об'єму своєї ємності. Оскільки між частинками в газі так багато простору, газ дуже стискається. Висока стисливість і здатність газів приймати форму і обсяг своєї ємності є двома важливими фізичними властивостями газів.

    Газ, з яким ми всі найбільш знайомі, - це суміш елементів і з'єднань, які ми називаємо «атмосферою». Повітря, яким ми дихаємо, - це в основному азот і кисень, з набагато меншою кількістю водяної пари, вуглекислого газу, благородних газів і органічної сполуки, метану (табл. 9.1).

    Таблиця 9.1. Приблизний склад атмосфери

    Таблиця 9.1 Приблизний склад атмосфери
    Газ Концентрація, частин на мільярд Відсоток
    N 2 7,8 × 10 8 78%
    О 2 2,0 × 10 8 20%
    Н 2 О Близько 10 6 — 10 7 < 1%
    Ар 9,3 × 10 6 < 1%
    СО 2 3,5 × 10 5 < 0,05%
    Ne 1,8 × 10 4 слід
    Він 5,2 × 10 3 слід
    СН 4 1,6 × 10 3 слід

    Газ, укладений у контейнер, чинить тиск на внутрішні стінки цього контейнера. Цей тиск є результатом незліченних зіткнень частинок газу зі стінкою контейнера. У міру кожного зіткнення передається невелика кількість енергії, створюючи чистий тиск. Хоча ми, як правило, не підозрюємо про це, гази в атмосфері створюють величезний тиск на всіх нас. На рівні моря атмосферний тиск дорівнює 14,7 фунтів на квадратний дюйм. Якщо поставити це в перспективі, для людини середнього зросту і статури загальний тиск атмосфери, що тисне на їх тіло, становить близько 45 000 фунтів! Чому ми не розчавлені? Пам'ятайте, що у нас також є повітря всередині наших тіл, і тиск зсередини врівноважує тиск зовні, зберігаючи нас приємними і твердими, а не м'якими!

    Правильна одиниця СІ для тиску - Паскаль (Па), де 1 Па = 1 кг м -1 с -2. Однак у хімії частіше вимірюють тиск в терміні атмосфер (атм), де 1 атм - атмосферний тиск на рівні моря, або 1 атм = 14,7 фунтів на квадратний дюйм (1 атм = 101,325 Па). Атмосферний тиск зазвичай вимірюється за допомогою пристрою, званого барометром. Простий ртутний барометр (його також називають барометром Торрічеллі, на честь його винахідника) складається зі скляної колони висотою близько 30 дюймів, закритої на одному кінці і заповненої ртуттю. Колонка перевернута і поміщається у відкритий, наповнений ртуттю резервуар. Вага ртуті в трубці змушує колону опускатися до того, що маса ртутного стовпа відповідає атмосферному тиску, що чиниться на ртуть в резервуарі. Атмосферний тиск потім зчитується як висота ртутного стовпа. Знову ж таки, працюючи на рівні моря, 1 атмосфера точно дорівнює висоті стовпа 760 мм ртутного стовпа. Одиницями для перетворення є 1 атм = 760 мм рт.ст., і це точна залежність щодо значущих цифр. Агрегат торр (після Торрічеллі) іноді використовується замість мм рт.ст.