3 esempi di gas ideali: in quale circostanza:


In questo articolo verranno discussi gli "esempi di gas ideali" e gli esempi di gas ideali. Gli esempi di gas ideali si basano sulla legge del gas ideale. Ma nella vita pratica il gas ideale non è presente nell'universo.

3+ Esempi di gas ideali sono elencati di seguito,

Esempio 1:-

Calcolare la quantità di densità del gas di azoto alla pressione di 256 Torr e una temperatura di 25 gradi centigradi.

Soluzione: – Dati dati sono,

P = 256 Torr = 256 Torr x 1 atm/760 Torr = 0.3368 atm

V =?

T = (25 + 273) K = 298 K

n =?

Ora applichiamo la formula per il gas ideale,

PV = nRT ………. eqn (1)

Quindi, possiamo anche scrivere che la densità è,

ρ = m/v ………. eqn (2)

Dove,

ρ = Densità del gas ideale

m = Massa del gas ideale

v = Volume del gas ideale

Ora, m = M xn ………. eqn (3)

Dove,

m = Messa

M = massa molare

n = talpe

Da eqn (2) ed eqn (3) otteniamo,

ρ = m/v …… (4)

Disponendo l'eqn (2) e l'eqn (3) otteniamo,

ρ = M xn/V ……eqn(5)

ρ/M = n/V……eqn(6)

Ora applicando l'equazione del gas perfetto,

PV = nRT

n/V =ρ /M ……eqn(7)

n/V = P/RT ……eqn(8)

Da eqn (6) ed eqn (8) otteniamo,

ρ/M} = P/RT ……eqn(9)

Isolare la densità,

ρ = PM/RT……eqn(10)

ρ = (0.3368 atm)(2 x 14.01 grammi/mol)/(0.08206 L*atm*mol-1*K-1 )(298 mila)

ρ = 0.3859 grammi/mol

La quantità di densità per il gas di azoto alla pressione di 256 Torr e una temperatura di 25 gradi centigradi è 0.3859 grammi / mol.

Esempi di gas ideali
Immagine – Azoto: Esempio di gas ideale;
Credito immagine - Wikimedia Commons

Esempio 2:-

Un contenitore che viene riempito con il gas Neon. La quantità di Neon nel contenitore è di 5.00 litri che tempo la temperatura è di 26 gradi centigradi a 750 mm Hg. Un vapore di anidride carbonica viene ora aggiunto al contenitore. La quantità di anidride carbonica aggiunta al contenitore è di 0.627 grammi.

Ora determina questi fattori,

Pressione parziale per Neon in atm.

Pressione parziale per anidride carbonica in atm.

Pressione totale presente nel contenitore.

Soluzione: – Dati dati sono,

P = 750 mm Hg -> 1.01 atm

V = 5.00 litri

T = (26 + 273) K= 299 K

nne =?

nco2 =?

Per l'anidride carbonica il numero di moli è,

nco2 = 0.627 grammi CO2 = 1 mol/44 grammi = 0.01425 mol CO2

Ora per Neon il numero di talpe è,

nNe= 0.206 mol Ne

Prima di aggiungere l'anidride carbonica al contenitore possiamo ottenere solo la pressione per il neon. Così la pressione parziale per neon è sicuramente la quantità di pressione già discussa in questione.

Ora per l'anidride carbonica,

Usando l'equazione dell'equazione dei gas ideali possiamo scrivere,

Sia per l'anidride carbonica che per la temperatura al neon, il volume e la costante del gas rimangono gli stessi.

Così,

1.01 atm/0.206 mol Ne = PCO2/0.01425 mol CO2

PCO2 = 0.698 atm

pressione totale,

Ptotale = PNe + PCO2

Ptotale= 1.01 atm + 0.698 atm

Ptotale = 1.708 atm

La pressione parziale per Neon è 1.01 atm.

Pressione parziale per anidride carbonica 0.698 atm.

La pressione totale presente nel contenitore è di 1.708 atm.

Esempio 3:-

Determina la quantità di volume.

In un contenitore di vetro è presente anidride carbonica. La temperatura del gas di anidride carbonica è di 29 gradi centigradi, la pressione è di 0.85 atm e la massa del gas di anidride carbonica è di 29 grammi.

Soluzione: – Dati dati sono,

P = 0.85 atm

m = 29 grammi

T = (273 + 29) K = 302 K

La forma matematica del gas ideale è

PV = nRT ……..eqn (1)

Dove,

P = Pressione per il gas ideale

V = Volume per il gas ideale

n = Numero molare del gas ideale

R = costante universale dei gas per il gas ideale

T = temperatura del gas ideale

Se in una materia M è indicata come massa molare e la massa di una materia è indicata come m, allora il numero totale di moli per quella particolare materia può essere espresso s,

n = m/M ……..eqn (2)

Combina il ……..eqn (1) e ……..eqn (2) otteniamo,

PV = mRT/M ……..eqn (3)

Sappiamo che il valore della massa molare per l'anidride carbonica è,

M = 44.01 grammi/mol

Dall'eqn (3) possiamo scrivere,

V = mRT/M = 29 grammi x 0.0820574 L*atm*mol-1*K-1 x 302/44.01 grammi/mol x 0.85 atm

V = 19.21 litri

In un contenitore di vetro è presente anidride carbonica. La temperatura del gas di anidride carbonica è di 29 gradi centigradi, la pressione è di 0.85 atm e la massa del gas di anidride carbonica è di 29 grammi. Quindi la quantità di volume è 19.21 litri.

Immagine – Anidride carbonica;
Credito immagine - wikipedia

Gas reale vs. Gas ideale:

I gas ideali seguono la legge del gas in una particolare condizione costante, ma il gas reale non segue la legge del gas in una particolare condizione costante. Nella vita pratica non esiste il gas ideale, ma esiste il gas reale.

I punti principali derivano dalla differenza tra gas reale e gas ideale,

ParametroGas idealeGas vero
DefinizioneI gas che sono seguono la legge del gas in particolari condizioni di pressione e temperatura costantiI gas che non seguono la legge dei gas in particolari condizioni di pressione e temperatura costanti
Movimento di particelleLa particella presente nel gas ideale è libera di muoversi e la particella non partecipa all'interazione interparticellare.La particella presente nel gas reale non è libera di muoversi e competere tra loro, la particella partecipa all'interazione interparticellare.
Volume occupatoTrascurabileNon trascurabile
PressioneÈ presente l'alta pressionePressione inferiore alla pressione del gas ideale
Forza presenteLa forza di attrazione intermolecolare non è presenteÈ presente la forza di attrazione intermolecolare
FormulaLa formula che segue il gas ideale,
PV = nRT
Dove,
P = Pressione
V = volume
n = Quantità di sostanza R = costante del gas ideale
T = Temperatura
La formula che segue il gas reale,
(P + an2/V2)(V – nb) = nRT
Dove,
P = Pressione
a = Parametro che deve essere determinato empiricamente per singolo gas
V = volume
b = Parametro che deve essere determinato empiricamente per singolo gas
n = Quantità di sostanza
R = costante del gas ideale
T = temperatura  
DisponibilitàNon esisteEsistere

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Domande frequenti:-

Domanda: - Deriva i limiti del gas ideale.

Soluzione: – I limiti del gas ideale sono elencati di seguito,

  • Il gas ideale non potrebbe funzionare ad alta densità, bassa temperatura e alta pressione
  • Gas ideale non applicabile per gas pesanti
  • Gas ideale non applicabile forti forze intermolecolari.
Immagine – Gas ideale;
Credito immagine - wikipedia

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Domanda: - Scrivi le ipotesi sul gas ideale.

Soluzione: – In realtà nel nostro ambiente il gas ideale non è presente. La legge del gas ideale è una semplice equazione con la quale possiamo comprendere la relazione tra pressioni, volume e temperatura per i gas.

Le ipotesi sul gas ideale sono elencate di seguito,

  • Le particelle di gas del gas ideale hanno un volume trascurabile.
  • La dimensione delle particelle di gas del gas ideale è uguale e non hanno forza intermolecolare.
  • Le particelle di gas del gas ideale hanno segue la legge del moto di Newton.
  • Non c'è perdita di energia.
  • Le particelle di gas del gas ideale hanno collisione elastica.

Domanda: - Derivare la diversa forma dell'equazione per il gas ideale.

Soluzione: – La formula del gas ideale in realtà è una combinazione della legge di Boyle, della legge di Avogadro, della legge di Charle e della legge di Gay Lussac.

La diversa forma dell'equazione per il gas ideale è brevemente riassunta di seguito,

Forma comune di gas ideale:

PV = nRT = nkbNAT = NkBT

Dove,

P = Pressione del gas ideale misurata in Pascal

V = Volume del gas ideale misurato in metri cubi

 n = Il totale del gas ideale misurato in moli misurato in moli

R = Costante del gas per il gas ideale il cui valore è 8.314 J/K.mol = 0.0820574 L*atm*mol-1*K-1

T = temperatura del gas ideale misurato in Kelvin

N = Il numero totale delle molecole di gas ideali

kb = Costante di Boltzmann per il gas ideale

NA = Costante di Avogadro

Forma molare del gas ideale:

Pv = R specifico T

P = Pressione per il gas ideale

v = Volume specifico per il gas ideale

Rspecifico = costante del gas specifico per il gas ideale

T = temperatura del gas ideale

Forma statistica del gas ideale:

P = kb/μmμρT

Dove,

P = Pressione per il gas ideale

kb = Costante di Boltzmann per il gas ideale

μ= Massa parziale media del gas ideale

mμ = Costante di massa atomica per il gas ideale

ρ = Densità del gas ideale

T = temperatura del gas ideale

Legge combinata del gas:-

PV/T = k

P = Pressione

V = volume

T = temperatura

k = costante

Quando la stessa materia presenta due condizioni diverse che il tempo possiamo scrivere,

P1V1/T1 = P2V2/T2

Domanda: -Deriva la legge di Boyle.

Soluzione: – La legge di Boyle è una legge del gas. La legge sui gas di Boyle deriva che la pressione esercitata da una sostanza gassosa (di una data massa, mantenuta a temperatura costante) è inversamente proporzionale al volume da essa occupato.

Immagine – Legge di Boyle;
Credito immagine - Wikimedia

In altre parole, la pressione e il volume di un gas sono indirettamente proporzionali tra loro alla temperatura e la quantità di gas viene mantenuta costante. 

La legge del gas di Boyle può essere espressa matematicamente come segue:

P1V1 = P2V2

Dove,

P1 = La pressione iniziale esercitata dalla sostanza gassosa

V1 = Il volume iniziale occupato dalla sostanza gassosa

P2 = La pressione finale esercitata dalla sostanza gassosa

V2 = Il volume finale occupato dalla sostanza gassosa

Questa espressione può essere ottenuta dalla relazione pressione-volume suggerita dalla legge di Boyle. Per una quantità fissa di gas mantenuta a temperatura costante, PV = k. Perciò,

P1V1= k (pressione iniziale x volume iniziale)

P2V2 = k (pressione finale x volume finale)

∴P1V1 = P2V2

Secondo la legge di Boyle, qualsiasi variazione del volume occupato da un gas (a quantità e temperatura costanti) comporterà una variazione della pressione da esso esercitata.

Indrani Banerjee

Ciao..sono Indrani Banerjee. Ho completato la mia laurea in ingegneria meccanica. Sono una persona entusiasta e sono una persona positiva in ogni aspetto della vita. Mi piace leggere libri e ascoltare musica. Connettiamoci tramite LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

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