w 4 część I GAZY

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->Szkoła Główna Gospodarstwa WiejskiegoWydział Nauk o ŻywnościGaz doskonałyCząsteczki są poruszającymi siępunktami materialnymi (ich masa jestskupiona w pkt. matem., V cząsteczek=0)Cząsteczki te znajdują się w ciągłymruchu postępowymZderzenia między nimi są sprężysteNie oddziałują na siebiedo chwilizderzeńPomiędzy zderzeniami poruszają sięruchem prostoliniowymRuch cząsteczek jest chaotyczny (niema żadnego uprzywilejowanegokierunku)Zderzenia ze ściankami naczynia sąrejestrowane makroskopowo jakociśnienieCząsteczki sąchemicznie obojętneGazy rzeczywisteIch cząsteczki mają różnerozmiary i różną objętośćwłasną (V0)siebieCHEMIA FIZYCZNAWykład IV.PŁYNYDr Ewa Więckowska-BryłkaKatedra Chemii WNoŻp. 2036Konsultacje:•••Środa godz. 10-11Pon 11-12Wtorek (sala 2065)Zawsze oddziałują naSiły oddziaływaniamniejsze w wysokiej temp.i niskich ciśnieniach(odstępstwa od gazudoskonałego mniejsze)1Duże odstępstwa wniskiej temp. i wysokichciśnieniachCząsteczki częstonieobojętne chemicznie3PłynyGazyCieczeParametry stanu gazowego: p, V, Tp = f (V, T)Prawa dla gazu doskonałego:V = f (p,T)nie mają określonego kształtuulegają odkształceniom pod wpływem siłłatwość prowadzenia w nich przemian fizykochemicznychGazy1.prawo Charlesa:p = po(1 + βt)gdyV= const(przemianaizochoryczna)••••••nie mają własnej objętościnie mają własnego kształtuduża swoboda ruchu cząsteczek (energia ruchu przewyższa siływzajemnego oddziaływania)cząsteczki gazu zderzają się miedzy sobą i uderzają w ściankinaczynia w którym się znajdująwymiana pędu między cząsteczkami a ściankami naczyniarejestrowana makroskopowo jakociśnienie gazuściśliwość gazów 10 000 razy większa niż cieczy2t – temperatura wCp– ciśnienie gazu w temp. 0C (273,15 K)β�½1K1273,15�½1Twspółczynnik ciśnieniowyPrzyjmującit = T – T(T = t + T)4(T– 273,15 K, odpowiada 0C)uzyskuje się:1p p�½T Tp�½constTlubczylip1p2�½T1T2p = T· constV V�½T TczylilubV1V2�½T1T2V = T· constV�½constT(ciśnienie pewnej masy gazu znajdującej się w stałej V jest wprostproporcjonalne do jego temperatury w skali bezwzględnej)pizochora dla gazu doskonałego(objętość pewnej masy gazu znajdującej się pod stałymciśnieniem jest wprost proporcjonalna do jego temperatury wskali bezwzględnej)Vizobara dla gazu doskonałegoT5T72. prawo Gay – Lussaca3. prawo Boyle'a – Mariotte'a:V = V(1 +α t)gdyp= const (przemianaizobaryczna)"wstałej temperaturze T iloczyn ciśnienia p i objętości Vjest wielkością stałą"gdyT= const (przemianaizotermiczna)p∙V = p∙ Vczylip1∙ V1= p2∙ V2t – temperatura wCV– objętość gazu w temp. 0C (273,15 K)a– współczynnik rozszerzalności objętościowej; dla gazudoskonałego1α�½273,15Przyjmującuzyskuje się:a�½1TKi1V�½t = T – TconstpconstV(w stałej temperaturze T objętość gazu jestodwrotnie proporcjonalna do ciśnienia)pizoterma dla gazu doskonałegolubp�½6V82Połączeniepraw: Boyle'a – Mariotte'a i Gay – LussacaWyznaczanie masy molowej M i gęstości pary metodą Meyera:pV�½constiV�½constT•wykorzystuje równanie Clapeyrona•tylko dla substancji o niezbyt wysokichtemperaturach wrzeniapV�½constTWartość stałej zależy od ilości gazu doskonałegow przypadku 1 molaconst = 8,314 J/(mol ·K)•dla substancji nie ulegających rozkładowipV�½nRTn�½mMM�½mRTpVd�½mV101 325 Pa22,4103m3/molJ�½8,314273,15 KmolK9m – masa substancji badanejp = b – c; b – ciśn. atmosferyczne,c – prężność pary wodnej w temp.pomiaruV – objętość pary substancji =objętości powietrza wypchniętego z aparaturydo eudiometru118,314 J/(mol · K) = RczylipV�½R(stała uniwersalna)TCiepło molowe gazu doskonałego:pV�½RTrównanie Clapeyronadla 1 mola gazu doskonałego(równanie stanu gazowego)Ek�½3dU d( 2 RT) 3JCV�½�½�½R�½12,5dTT2molK3RT2(energia kinetyczna 1 mola gazu)W przypadku dowolnej liczby moli gazun,const = nRczylipV�½nRTrównanie ClapeyronaB. Clapeyron(1799-1864)Cp�½dH d(UpV) dU dRT�½�½dTdTdT dTCp�½CVR35JRR�½R�½20,7822molK5CV�½RDla gazów dwuatomowych:2Cp�½(dla gazów jednoatomowych)pV�½nRTdla dowolnej liczby moli gazu doskonałego107C�½Rp 2123Ciepło właściwe– ilość energii, jaką pobiera lub traci 1 gsubstancji podczas zmiany temp. o 1 stopień;cw· M = CDla gazów jednoatomowych:(ciepło molowe)Parametry gazów rzeczywistych obliczone z równania Clapeyronaw warunkach wysokich ciśnień p i niskiej temperatury T wykazująduże odchylenia od wartości rzeczywistychw stałej objętości3CV2 RcV�½�½MM5Cp2 Rcp�½�½MM13konieczne było zastąpienie równania stanu dla gazudoskonałego równaniami lepiej opisującymizachowanie się gazów rzeczywistychpod stałym ciśnieniemrównanie van der Waalsa15Gazy rzeczywiste:•cząsteczki mają objętość własną (ich objętość nie może zostać zaniedbana••w stosunku do całkowitej objętości zajmowanej przez gaz)między cząsteczkami występują siły oddziaływaniaodstępstwa od doskonałości tym większe im wyższe ciśnienie i im niższatemperaturaRównanie van der Waalsa:uwzględnia oddziaływania międzycząsteczkowei wpływ objętości własnej cząsteczekn2a(V - nb) = nRTp2Vn aV2(1837-1923)Współczynnik ściśliwości Z–Z�½pVRTnb14korekta ciśnieniowaoddziaływanie cząsteczek)(uwzględniawzajemnepn2aV2gaz zmniejsza swoją objętośćciśnienie wewnętrzneZ = 1 dla gazu doskonałegociśnienie zewnętrzne– poprawka do objętości (n – liczba moli, b – stała oznaczająca rzeczywistą16objętość zajmowaną przez cząsteczki 1 mola gazu)4Wartości parametrów krytycznych dla wybranych substancjisubstancjagazwodórazottlendwutlenekwęglaa,Pa· m6·mol–2b· 105, m3· mol–10,02450,1380,1320,362,672,943,124,28Tk, K33,06154,36304,46647,36H2O2CO2H2Opk,MPa1,284,977,3021,76Vk, cm3/mol64,374,396,156,8Ekstrakcja w warunkach nadkrytycznych z użyciem CO2:w procesie dekofeinacji kawy i herbatydo otrzymywania ekstraktów kwasów, niektórych tłuszczów iolejków eterycznych z szyszek chmielu, stosowanych wbrowarnictwie do produkcji piwa o podwyższonej zawartościgoryczki1719Izotermy van der Waalsa:p = f (V) przy T = constpT1T2....TkPrawo Daltona:T1<....< T3.... < Tk1 –stan początkowy2– punkt rosy (pojawia się pierwsza kroplacieczy)3– punkt wrzenia, w którym zanika ostatnipęcherzyk gazu (punkt wrzenia)pkt. k– punkt krytyczny (gaz skrapla siępraktycznie w jednej objętości; zanikaróżnica między parą i cieczą)parametry punktu k:Tk– temperatura krytyczna,Vk–objętość krytyczna,pk– ciśnieniekrytyczne– mieszanina gazów A, B, C ... w obj.V pod ciśnieniem pk -punkt krytycznykgpAV �½ nARTpBV �½ nBRTpCV �½ nCRTDodając stronami:gdyby każdy pojedynczozajmował objętość V(1766-1844)pk4c3TkT32c+gVk1T1VpA pB pCV �½nA nB nCRTcałkowita prężnośćizotermy van der Waalsa – linie cienkie;izotermy doświadczalne – linie pogrubionen – łączna liczba moliPowyżejTkgazu nie udaje się skroplić, niezależnie od tego jak wysokie zastosowanoby ciśnienie18pV�½n RT205 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

diabelki.xlx.pl