У цьому розділі ми розглянемо співвідношення між температурою газу, тиском, кількістю та об'ємом. Вивчимо просту теоретичну модель і використаємо її для аналізу експериментальної поведінки газів. Результати цих аналізів покаже нам обмеження теорії та способи її вдосконалення.
Гази надають тиск, яке становить силу на одиницю площі. Тиск газу може виражатися в одиниці СІ паскаль або кілопаскаль, а також у багатьох інших одиницях, включаючи торр, атмосферу та бар. Атмосферний тиск вимірюється за допомогою барометра; інші тиск газу можна виміряти за допомогою одного з декількох типів манометрів.
Поведінка газів можна описати кількома законами, заснованими на експериментальних спостереженнях за їх властивостями. включаючи закон Амонтона, закон Чарльза, закон Бойляі закон Авогадро. Ці закони можна витягти безпосередньо з ідеального закону газу.
Закон ідеального газу може бути використаний для отримання ряду зручних рівнянь, що стосуються безпосередньо виміряних величин до властивостей, що представляють інтерес для газоподібних речовин і сумішей. Відповідна перестановка рівняння ідеального газу може бути здійснена, щоб дозволити розрахунок щільності газу та молярних мас. Закон Дальтона парціальних тисків може бути використаний для зв'язку виміряних тисків газу для газових сумішей з їх складами.
Газоподібні атоми і молекули вільно і безладно рухаються через простір. Дифузія - це процес, за допомогою якого газоподібні атоми і молекули переносяться з областей відносно високої концентрації в області відносно низької концентрації. Випіт - подібний процес з газоподібними видами, що переходять з контейнера у вакуум через невеликі отвори. Швидкості випоту газів обернено пропорційні квадратним кореням їх щільності або квадратним кореням їх атомів/молекул мас.
Кінетична молекулярна теорія - це проста, але дуже ефективна модель, яка ефективно пояснює ідеальну поведінку газу. Теорія передбачає, що гази складаються з широко відокремлених молекул мізерно невеликого обсягу, які знаходяться в постійному русі, пружно стикаються один з одним і стінками їх ємності з середніми швидкостями, визначеними їх абсолютними температурами. Окремі молекули газу демонструють діапазон швидкостей.
Молекули газу мають кінцевим об'ємом і відчувають сили тяжіння один до одного. Отже, поведінка газу не обов'язково добре описується законом ідеального газу. В умовах низького тиску та високої температури ці фактори незначні, ідеальне рівняння газу - це точний опис поведінки газу, а газ, як кажуть, демонструє ідеальну поведінку. Рівняння ван дер Ваальса є модифікованою версією закону ідеального газу, який може бути використаний для обліку неідеальної поведінки.
Це домашні вправи для супроводу TextMap, створеного для «Хімії» OpenStax. Додаткові загальні банки питань хімії можна знайти для інших Textmaps і можуть бути доступні тут. На додаток до цих загальнодоступних питань, доступ до приватного банку проблем для використання в іспитах та домашніх завданнях доступний викладачам лише в індивідуальному порядку; будь ласка, зв'яжіться з Delmar Larsen для облікового запису з дозволом на доступ.
