2: Гази
- Page ID
- 21038
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Гази складають дуже важливий тип системи, який можна моделювати за допомогою термодинаміки. Це вірно тому, що зразки газу можуть бути описані дуже простими рівняннями стану, такими як закон ідеального газу. У цьому розділі як макроскопічні, так і мікроскопічні описи газів будуть використані для демонстрації деяких важливих інструментів термодинаміки.
- 2.1: Емпіричні закони газу
- Ряд важливих взаємозв'язків, що описують природу зразків газу, були виведені повністю емпірично (тобто засновані виключно на спостереженні, а не спробі визначити теоретичну причину цих зв'язків можуть існувати. Це емпіричні газові закони.
- 2.2: Закон про ідеальний газ
- Закон ідеального газу об'єднує емпіричні закони в єдиний вираз. Він також передбачає існування єдиної, універсальної газової константи, яка виявляється однією з найважливіших фундаментальних констант в науці. Як виведено тут, він повністю заснований на емпіричних даних. Він являє собою «обмеження ідеальної поведінки». Таким чином, відхилення від поведінки, запропонованої законом ідеального газу, можна зрозуміти з точки зору того, які умови необхідні для дотримання (або наближення) ідеальної поведінки.
- 2.3: Кінетична молекулярна теорія газів
- Газові закони були отримані з емпіричних спостережень. Підключення їх до фундаментальних властивостей газових частинок викликає великий інтерес. Кінетична молекулярна теорія є одним з таких підходів. У своєму сучасному вигляді Кінетична молекулярна теорія газів заснована на п'яти основних постулатах.
- 2.4: Кінетична енергія
- Важливо також визнати, що найбільш ймовірні, середні та середньоквадратичні терміни кінетичної енергії, які можуть бути отримані з кінетичної молекулярної теорії, не залежать від маси молекул. Таким чином, можна зробити висновок, що середня кінетична енергія молекул в термізованому зразку газу залежить тільки від температури. Однак середня швидкість залежить від молекулярної маси. Так, при заданій температурі легкі молекули в середньому будуть подорожувати швидше, ніж більш важкі молекули.
- 2.5: Закон Грема про випіт
- Важливим наслідком кінетичної молекулярної теорії є те, що вона прогнозує з точки зору ефектів випоту та дифузії. Випіт визначається як втрата матеріалу через межу
- 2.6: Зіткнення з іншими молекулами
- Основною проблемою при проектуванні багатьох експериментів є зіткнення молекул газу з іншими молекулами в газовій фазі. Наприклад, експерименти з молекулярним пучком часто залежать від відсутності молекулярних зіткнень в пучку, які можуть погіршити характер молекул в пучку через хімічні реакції або просто вибити з пучка.
- 2.7: Реальні гази
- Хоча ідеального закону газу достатньо для прогнозування великої кількості властивостей та поведінки газів, є кілька разів, що відхилення від ідеальності надзвичайно важливі.
- 2.E: Гази (вправи)
- Вправи для глави 2 «Гази» в Fleming's Фізична хімія TextMap.
- 2.S: Гази (резюме)
- Короткий зміст для глави 2 «Гази» у Флемінзі «Фізична хімія TextMap».