Gázok állapot változása

gáz: apró részecskék összessége, melyeknek mérete nagyon kicsi. Szüntelenül mozognak, az edény falának ütköznek

– ha adott mennyiségű és térfogatú gázban a nyomás mindenhol egyforma: egyensúlyi állapotban van

– állapotjelzők: T (hőmérséklet), p (nyomás), V (térfogat), m (tömeg) Olyan fizikai mennyiségek, melyeket a gázt alkotó sokaság kollektíven határoz meg

– a gáz állapotának megváltozását az állapotjelzők változása mutatja (legalább kettő változik)

– speciális állapotváltozások (p, V, T közül egy állandó marad): izobár, izochor, izoterm

– extenzív mennyiségek: olyan fizikai mennyiség, amelynek az értéke a rendszer mennyiségétől függ (térfogat, belső energia, entrópia, hőkapacitás)

– intenzív mennyiségek: független a rendszer mennyiségétől (hőmérséklet, nyomás, feszültség, sűrűség, fajlagos ellenállás, felületi feszültség)

gázok sűrűsége: A vizsgált gáz adott p nyomáson a hőmérsékletnövekedés hatására kitágul, térfogata nő. Egységnyi térfogata tehát a hőmérséklet emelésével kisebb tömegű anyag jut: a gázok sűrűsége tehát a hőmérséklettel fordítottan arányos.
ρ =

Gáz nyomásának és hőmérsékletének értelmezése a kinetikus gázelmélet alapján: a gázok hőmérséklete a gázmolekulák mozgása adja meg, míg a nyomást a gázmolekulák és az edény falával való ütközés adja meg.

Brown mozgás: gázokat és folyadékokat alkotó atomok és molekulák folyamatosan rendezetlen mozgást végeznek. Ezt egy skót botanikusról nevezték el, aki vízbe kevert virágpor rendezetlen mozgását figyelte meg.

Kísérleti megfigyelése: egy pohár vízbe csepegtetünk színes folyadékot.

Gázelmélet alapegyenlete: p*V = n * R * T, ahol R az egyetemes gázállandó (R= 8,314 J/(mol*K) )

M A K R O S Z K Ó P I K U S V I Z S G Á L A T

IZOTERM (állandó hőmérséklet)

– kísérlet: fecskendőbe zárt levegő nyomása és térfogata közötti összefüggés, ha a T= állandó. Befogjuk a fecskendő végét és a dugattyút befelé vagy kifele nyomjuk, mindkét esetben ha elengedjük a fecskendő végét, a dugattyú visszaugrik kiindulási helyére. A bezárt gáz nyomása nem egyenlő a külső nyomással

– izoterm változás: a gázok állandó hőmérsékleten történő összenyomása és tágítása a nyomás megváltozásával jár együtt. (a p és V válzotik)

– Boyle-Mariotte törvény: adott tömegű gáz egyensúlyi állapotaiba a gáz nyomása fordítottan arányos a gáz térfogatával, a hőmérséklet állandó:

IZOBAR (nyomás állandó)

– kísérlet: Milyen összefüggés van a gáz térfogata és hőmérséklete között, ha a gáz nyomása állandó. Van egy edényünk, benne vízzel és egy kisebb edénnyel, amelybe dugattyú segítségével levegőt zártunk be. A dugattyúra egy súlyt helyezünk, melynek szerepe a nyomás állandó értéken tartása. A víz hőmérsékletét növeljük. A termikus egyensúly beállta után megállapítjuk a bezárt gáz térfogatát. Ezt megismételjük különböző gázokkal. A kapott adatokat egy T(ºC)-V grafikonon. A kapott grafikonok (minden géz esetén) egyenes lesznek, melyeknek meghosszabbítása egy közös pontban metszik a T tengelyt: – 273,15 ºCnál. (Tegyük ebbe a pontba a hőmérsékleti skála kezdőpontját, beosztása ugyanaz, mint a celsius skáláé. Az új skálát termodinamikai hőmérsékleti skála, vagy más néven az abszolút hőmérsékleti skála. Jele T, mértékegység [T]=Kelvin, T= t + 273,15, 273,15 K=0ºC )

– Gay-Lussac első törvénye: adott tömegű gáz egyensúlyi állapotaiban a gáz térfogata egyenesen arányos az abszolút T-vel, ha a nyomás állandó , p=állandó

IZOCHOR (térfogat állandó)

izochor változás esetén állandó térfogaton melegítjük a gázt, a T és p változik

– Gay-Lussac második törvénye: Az állandó térfogaton történő állapotváltozások során az adott tömegű ideális gáz nyomása egyenesen arányos a gáz abszolút hőmérsékletével. V=állandó

Egyesített gáztörvény

Hasonló

  • Newton törvények, testek egyensúlya

    Newton: fizikus, matematikus, csillagász, filozófus tömegvonzás törvénye klasszikus mechanika tudománya fény részecske természete ” A természetfilozófia matematikai alapelvei” a tömeg, a lendület, a tehetetlenség fogalmát definiálta Newton I. törvénye – a tehetetlenség törvénye A tehetetlenség a testek legfontosabb tulajdonsága. Annak a testnek nagyobb a tehetetlensége, amelyiknek nehezebb megváltoztatni a sebességét. „Minden test nyugalomban marad vagy…

  • Munka, mechanikai energia

    Energiafajták Mechanikai: A testek mozgásából, kölcsönhatásaikból származó energiák: Mozgási energia: Forgási energia: Gravitációs energia: Helyzeti (potenciális) energia: (kis magasságok esetén) Rugalmas energia: Munka, munkatétel Munka: Fizikai értelemben munkavégzésről beszélünk, ha erő hatására elmozdulás történik.   Állandó erő munkája: szakaszon: görbén   Változó erő munkája: Megegyezik az erő elmozdulással párhuzamos komponense – megtett út grafikon alatti…

  • George Simon Ohm

    1787. március 16. született a németországi Erlingenben. Apja lakatos mester volt, érdeklődött; matek és fizika iránt. Fiát is segítette e tudományterületek alapismeretek elsajátításában. Tehetséges fiát már 16 évesen felvették az erlangeni egyetemre, ahol matematikát, fizikát és filozófiát tanult. 1811. Doktorált matematikából Ezután anyagi nehézségei miatt abba kellett hagynia a tanulmányait. Svájcba ment matematikát tanítani, hogy…

  • Atommodellek

    1. Klasszikus atommodellek Az elektron felfedezésével bizonyossá vált, hogy valamennyi atomnak alkotórésze egy az atomoknál parányibb, negatív töltésű elemi részecske. Így szükségessé vált olyan, az atom belső szerkezetére vonatkozó egyszerűsített elképzeléseket megalkotni, melyek számot adnak az atom tulajdonságairól. Az első atommodellt J. J. Thomson , az elektron felfedezője alkotta meg (1902) Thomson-féle „pudingmodell” szerint: Az…

  • Bohr-féle atommodell

    Annyiban különbözik az előzőtől az elektronok csak meghatározott sugarú pályákon, keringhettek. A H atomban az elektron az atompályának a sugara. Bármelyik gerjesztett állapotú atompálya sugara, az alapsugár n szerese, ahol n a pozitív egész számot jelenti, ezeket nevezte el kvantumszámnak. Ez a kvantumszám adja meg a gerjesztett elektronok atompálya energiáját. A Bohr-féle atommodell alapján értelmezhetők…

  • Az energiamegmaradás törvénye

    A hőtan I. főtétele mint az energiamegmaradás törvénye A környezetével kölcsönhatásban lévő rendszer belső energiája két módon változtatható meg: hőközléssel (hőfelvétel, hőleadás) és munkavégzéssel. ∆Ebelső = Q+wkörny A hőtan I. főtétele: a testek belső energiájának megváltozása egyenlő a testtel közölt hőmennyiség és a testen végzett mechanikai munka előjeles összegével. Ez a tétel az energia-megmaradásnak egy…