Gazy, jeden z trzech podstawowych stanów skupienia materii (oprócz cieczy i ciał stałych), w którym cząsteczki (lub atomy) słabo oddziałują między sobą poruszając się swobodnie w całej objętości oraz nieustannie się zderzając. Gazy nie posiadają określonego kształtu i objętości, wypełniają całą dostępną przestrzeń, mają zdolność do homogenicznego mieszania się, są ściśliwe, mogą dyfundować (dyfuzja gazów). Substancja w tym stanie wykazuje zwykle właściwości izotropowe (izotropia).
Zachowanie gazu opisuje teoria kinetyczno-cząsteczkowa oparta na modelu gazu doskonałego, w myśl której energia kinetyczna jednego mola gazu wynosi E=3/2RT, energia kinetyczna jednej cząsteczki =3/2kT, najbardziej prawdopodobna prędkość cząsteczek cm=(2kT/m)1/2, średnia prędkość cząsteczek c= (8kT/m)1/2, gdzie: R - stała gazowa, T - temperatura bezwzględna, k - stała Boltzmanna, m - masa cząsteczki.
Teoria kinetyczno-cząsteczkowa gazu opisuje także zjawiska transportu w gazie oraz pozwala na wyprowadzenie równania stanu Clapeyrona (Clapeyrona równanie). Podstawowe prawa dotyczące gazów to:prawo Boyle'a-Mariotte'a, prawo Daltona, prawa gazów Gay-Lussaca, prawo Grahama.
Gaz rzeczywisty, gaz wykazujący odstępstwa od praw Boyle'a-Mariotte'a i praw gazów Gay-Lussaca oraz ulegający skropleniu w odpowiednich warunkach. W rezultacie gaz taki nie odpowiada ściśle modelowi gazu doskonałego.
Gaz doskonały, gaz spełniający równanie stanu Clapeyrona (Clapeyrona równanie). Gaz doskonały jest modelem, skonstruowanym przy następujących założeniach: 1) brak oddziaływań między cząsteczkami gazu, 2) znikoma objętość cząsteczek (cząsteczki gazu rozważane są jako punkty materialne posiadające jednakową masę), 3) cząsteczki gazu poruszają się prostoliniowo, zmieniając kierunek wskutek przypadkowych zderzeń, 4) zderzenia cząsteczek gazu są doskonale sprężyste, 5) średnia energia kinetyczna cząsteczek jest wprost proporcjonalna do temperatury bezwzględnej. Model gazu doskonałego opisuje poprawnie zachowanie tylko granicznie rozrzedzonych gazów, w praktyce stosuje się jednak dla większości gazów w warunkach normalnych.
Gay-Lussaca prawa gazów, 1) przy stałym ciśnieniu, objętość gazu jest wprost proporcjonalna do jego temperatury bezwzględnej (przemiana izobaryczna), 2) w stałej objętości ciśnienie gazu jest wprost proporcjonalne do jego temperatury bezwzględnej (przemiana izochoryczna),
3) objętości substratów i produktów gazowych reakcji chemicznych, zmierzone w tych samych warunkach pozostają w stosunku niewielkich liczb naturalnych (prawo stosunków objętościowych).
Gazowa stała (R), jedna z uniwersalnych stałych fizycznych występująca w równaniu stanu Clapeyrona (Clapeyrona równanie), określająca pracę wykonaną przez 1 mol gazu ogrzany o 1 stopień w procesie izobarycznym (Izobaryczna przemiana). R = 8,314 J/mol×K (1,986 cal/mol×K; 0,0821 dm3×atm/mol×K). Stała gazowa jest równa różnicy ciepeł molowych przy stałym ciśnieniu i stałej objętości.
(…)
… ciśnienia gazu i jego temperatury bezwzględnej jest wartością stałą.
Boltzmanna rozkład, najbardziej prawdopodobny rozkład energetyczny cząstek izolowanego układu o stałej energii, zbudowanego z N nie oddziaływających, poza momentami zderzeń, cząstek podległych prawom fizyki klasycznej, dany wzorem: ni= exp(+i), gdzie: ni - średnia liczba cząstek w stanie o energii i, =k-1, k - stała Boltzmanna, - czynnik normalizacyjny.
Można wykazać, że = ln(N/V)+3/2ln(h2/mkT), gdzie: V - objętość układu, h stała Plancka, m - masa cząstki, T - temperatura układu. Rozkład ten opisuje klasyczny gaz idealny zbudowany z jednoatomowych cząsteczek.
Kinetyczna teoria gazów, teoria, której podstawy opracował w 1856 R.E. Clausius, wyjaśniająca makroskopowe własności gazów jako rezultat zjawisk kinetycznych zachodzących…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)