Questo articolo discute delle proprietà dei gas ideali. Il termine ideale significa qualcosa che è perfetto in tutti gli aspetti. Anche se niente in questo mondo è l'ideale.
Che si tratti di esseri umani, animali o qualsiasi altra parte della natura, niente è l'ideale. Questo è il modo di vivere, con il male solo noi possiamo vedere il bene. Limitiamo la nostra discussione ai gas. In realtà esistono solo gas reali. Ci sono alcuni gas che sono quasi ideali. In questo articolo studieremo le proprietà di un gas ideale e poi studieremo ulteriormente i gas reali che sono quasi ideali.
- Proprietà gas ideali dell'aria
- Proprietà gas ideali del metano
- Proprietà gas ideali di Co2
- Proprietà gas ideali dell'elio
- Proprietà gas ideali dell'azoto
- Proprietà dei gas ideali dell'Argon
- Proprietà gas ideali del propano
- Proprietà gas ideali dell'ossigeno
Cos'è un gas ideale?
An ideale il gas è definito come il gas teorico che non ha interazioni tra le particelle ma è costituito da molte particelle puntiformi che si muovono casualmente o seguono un moto browniano.
In realtà i gas ideali non esistono ed esistono solo gas reali. I gas ideali seguono alcune delle leggi che sono considerate caratteristiche di base di un gas ideale. Anche i gas reali che seguono quasi queste leggi o caratteristiche sono considerati gas ideali. Studiamo nel paragrafo seguente le caratteristiche di un gas ideale.
Immagine crediti: Cmglee, Relazioni tra leggi dei gas ideali, CC BY-SA 4.0
Caratteristiche di un gas ideale
Le caratteristiche del gas ideale sono date dalla teoria cinetica dei gas. Queste caratteristiche sono riportate nella sezione seguente-
- Le molecole di gas seguono un moto browniano e si muovono costantemente.
- Il percorso percorso dalle molecole di gas segue una linea retta e non cambia se non si scontra con un'altra molecola o contenitore.
- Non c'è interazione tra le molecole che non c'è forza di attrazione o forza repulsiva che agisce tra le molecole.
- Le particelle di gas sono considerate masse molto piccole o puntiformi. Non tengono alcuna quantità di volume.
- Le collisioni tra queste masse puntiformi sono elastiche. L'energia è conservata in questo intero processo, cioè non c'è guadagno o perdita di energia in questo processo.
- Le molecole alla stessa temperatura hanno la stessa energia cinetica.
Tipi di gas ideali
I gas ideali sono classificati in tre tipi principali. Questi tipi sono indicati nella sezione seguente-
- Gas ideale classico o di Maxwell-Boltzmann – Questo tipo di gas è ulteriormente suddiviso in gas ideale termodinamico classico e gas di Boltzmann quantistico ideale.
- Gas di Bose quantistico ideale– Questo tipo di gas è regolato dalle statistiche di Bose-Einstein e la distribuzione dell'energia di questi bosoni avverrà sotto forma di distribuzione di Bose-Einstein.
- Gas di Fermi quantistico ideale– Questo tipo di gas è regolato dalle statistiche Fermi-Dirac e la distribuzione di energia di questi Fermion avverrà sotto forma di distribuzione Fermi-Dirac.
Proprietà gas ideali dell'aria
La tabella seguente mostra le proprietà dei gas ideali dell'aria. L'aria è una miscela di molti gas ma segue alcune caratteristiche di un gas ideale.
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. L'aria in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
La tabella seguente mostra le proprietà dell'aria
Massa molare- 28.97
Costante del gas- 0.287
CP-1.005
Cv- 0.718
Proprietà gas ideali del metano
Il metano è un composto di carbonio formato da un singolo atomo di carbonio e quattro atomi di idrogeno legati ad esso. Le proprietà del metano sono riportate nella sezione riportata di seguito
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. Il metano in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
Densità- 0.657 kg/m3
Punto di fusione: -183 gradi centigradi
Punto di ebollizione: -162 gradi centigradi
Temperatura critica- 190.56 K
Proprietà gas ideali di Co2
Co2 o anidride carbonica è anche un composto di carbonio costituito da un singolo atomo di carbonio e due atomi di ossigeno legati ad esso. Il biossido di carbonio viene esalato da noi umani. La Co2 viene utilizzata anche come estintore in quanto non favorisce la combustione.
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. La CO2 in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
Le proprietà del gas ideale della CO2 sono riportate nella sezione riportata di seguito-
Massa molare- 44.01
Costante del gas- 0.1889
Cp – 0.846
Cv- 0.657
Proprietà gas ideali dell'elio
L'elio è un gas nobile e ha un numero atomico di 2. Ha un solo guscio che può contenere due elettroni. L'atomo di elio è stabile poiché il guscio è pieno e si trova allo stato energetico più basso possibile.
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. L'elio in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
Le proprietà del gas ideale dell'elio sono riportate nella sezione seguente-
Massa molare – 4
Costante del gas- 2.07
CP-5.9
Cv- 3.11
Proprietà gas ideali dell'azoto
Il gas azoto è un elemento chimico incolore. Non ha alcun odore ed è di natura inerte e non metallica. Le proprietà del gas ideale dell'azoto sono riportate nella tabella riportata di seguito.
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. L'azoto in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
Massa molare- 28
Costante del gas- 0.29
CP-1.039
Cv- 0.743
Proprietà dei gas ideali dell'Argon
Come l'azoto, anche l'argon è un elemento chimico incolore e inodore. Non è infiammabile in natura e non volatile. Appartiene alla famiglia dei gas nobili il cui guscio più esterno è completamente riempito, il che rende l'atomo più stabile.
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. L'argon in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
Le proprietà del gas ideale dell'Argon sono riportate nella sezione seguente-
Massa molare- 40
Costante del gas- 0.2081
CP-0.52
Cv- 0.31
Proprietà gas ideali dell'ossigeno
L'ossigeno è un elemento chimico gassoso che è anche inodore e incolore. In aggiunta a ciò possiamo dire che l'ossigeno supporta la combustione, poiché agisce come ossidante e la combustione ha bisogno di un agente ossidante per aver luogo. Tutti inaliamo ossigeno per sopravvivere.
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. L'ossigeno in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
Le proprietà del gas ideale dell'ossigeno sono riportate nella sezione riportata di seguito-
Massa molare- 32
Costante del gas- 0.25
CP-0.918
Cv- 0.65
Proprietà gas ideali del propano
Il propano appartiene alla famiglia degli alcani. Il propano è un composto di carbonio a cui sono legati tre atomi di carbonio e un ottavo atomo di idrogeno. È un elemento davvero unico in quanto il propano è rispettoso dell'ambiente.
Un gas si comporta come un gas ideale quando la temperatura è alta e la pressione è bassa. Il propano in tali condizioni si comporta come un gas ideale.
Le proprietà del gas ideale del gas propano sono riportate nella sezione seguente-
Massa molare- 44
Costante del gas- 0.1885
CP-1.67
Cv- 1.49
Relazione pressione temperatura di un gas ideale
La pressione e la temperatura per un gas ideale sono correlate tra loro dall'equazione data nella sezione seguente-
PV = nRT
Dove,
P è la pressione del gas ideale
V è il volume del gas
n è il numero di moli di gas
R è la costante universale dei gas
T è la temperatura del gas nel sistema
Ciao .... Sono Abhishek Khambhata, ho perseguito B. Tech in ingegneria meccanica. Durante i miei quattro anni di ingegneria, ho progettato e pilotato veicoli aerei senza pilota. Il mio forte è la meccanica dei fluidi e l'ingegneria termica. Il mio progetto del quarto anno era basato sul miglioramento delle prestazioni dei veicoli aerei senza pilota utilizzando la tecnologia solare. Mi piacerebbe entrare in contatto con persone che la pensano allo stesso modo.
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