5: Гази та кінетико-молекулярна теорія
- Page ID
- 26302
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- 5.1: Огляд фізичних станів речовини
- Об'ємна речовина може існувати в трьох станах: газовому, рідкому і твердому. Гази мають найнижчу щільність з трьох, сильно стискаються і заповнюють їх ємності повністю. Елементи, які існують у вигляді газів при кімнатній температурі та тиску, згруповані в правій частині таблиці Менделєєва; вони виникають або як одноатомні гази (благородні гази), або двоатомні молекули (деякі галогени, N2, O2).
- 5.2: Тиск газу та його вимірювання
- Тиск визначається як сила, що чиниться на одиницю площі; його можна виміряти за допомогою барометра або манометра. Чотири величини повинні бути відомі для повного фізичного опису зразка газу: температура, об'єм, кількість та тиск. Тиск - це сила на одиницю площі поверхні; одиницею СІ для тиску є паскаль (Па), що визначається як 1 ньютон на квадратний метр (Н/м2). Тиск, який чинить об'єкт, пропорційний силі, яку він чинить, і обернено пропорційно площі.
- 5.3: Газові закони та їх експериментальні основи
- Обсяг газу обернено пропорційний його тиску і прямо пропорційний його температурі та кількості газу. Бойл показав, що обсяг зразка газу обернено пропорційний тиску (закон Бойла), Чарльз і Гей-Люссак продемонстрували, що обсяг газу прямо пропорційний його температурі при постійному тиску (закон Чарльза), а Авогадро показав, що обсяг газу безпосередньо пропорційна кількості молів газу (закон Авогадро).
- 5.5: Кінетико-молекулярна теорія - модель поведінки газу
- Поведінка ідеальних газів пояснюється кінетичною молекулярною теорією газів. Молекулярний рух, що призводить до зіткнень між молекулами і стінками контейнера, пояснює тиск, а великі міжмолекулярні відстані в газах пояснюють їх високу стисливість. Хоча всі гази мають однакову середню кінетичну енергію при заданій температурі, вони не всі мають однакову середню квадратну швидкість. Фактичні значення швидкості і кінетичної енергії не однакові для всіх газових частинок.
- 5.6: Реальні гази - відхилення від ідеальної поведінки
- Жоден реальний газ не демонструє ідеальної поведінки газу, хоча багато реальних газів наближаються до нього в діапазоні умов. Гази найбільш наближені до ідеальної поведінки газу при високих температурах і низьких тисках. Відхилення від поведінки закону ідеального газу можна описати рівнянням ван дер Ваальса, яке включає емпіричні константи для корекції фактичного об'єму газоподібних молекул і кількісної оцінки зниження тиску за рахунок міжмолекулярних сил притягання.