Ideální plyn


Ideální plyn je zjednodušeným modelem reálného plynu. Umožňuje poměrně snadno určit chování plynu nebo směsi plynů. Pro chování ideálního plynu platí následující pravidla:

  1. Částice plynu považujeme za hmotné body, plyn lze stlačit na nulový objem.
  2. Částice spolu neinteragují, pouze se srážejí.
  3. Při srážkách se částice plynu chovají jako dokonale pružná tělesa.

1 mol ideálního plynu při teplotě 25 °C zaujímá objem 22,414 dm3 (molární objem, Vm).

$$n=\frac{V}{V_m}$$
Plyn Objem 1 molu [dm3]
Ideální plyn 22,414
Ar 22,09
CO2 22,26
N2 22,40
O2 22,40
H2 22,43

 Stavová rovnice

$$pV = nRT = \frac{m}{MRT}$$
$$\rho = \frac{pM}{RT}$$
$$M = \frac{\rho RT}{p} = \frac{RT}{V_m}$$

R = 8,314 4621(75) J.K-1.mol-1; molární plynová konstanta

Pro změny stavu plynu platí:

$$\frac{p_1V_1}{n_1T_1} = \frac{p_2V_2}{n_2T_2}$$

Boyleův zákon

Izotermy ideálního plynu

Izotermy ideálního plynu

Součin tlaku a objemu plynu je za izotermických podmínek konstantní.

p.V = konst.

p1.V1 = p2.V2

Daltonův zákon

Celkový tlak směsi plynů je roven součtu parciálních tlaků všech složek směsi.

$$p_{celk} = \displaystyle\sum_{i=0}^{n} p_i$$

Parciální tlak

Tlak komponenty ve směsi. Složky směsi ideálních plynů se v nádobě chovají, jako by tam byly samy.

Molární zlomek:

$$X_i = \frac{n_i}{\sum n}$$

Reálný plyn

Chování reálného plynu popisuje van der Waalsova stavová rovnice:

$$(p+\frac{an^2}{V^2})(V – nb) = nRT$$

Konstanty a a b najdeme v tabulkách. Člen \(\frac{an^2}{V^2}\) je korekce na interakce molekul a člen nb je korekce na vlastní objem částic.

Příklad konstant stavové rovnice ideálního plynu
Plyn a \([\frac{m^2 Pa}{mol^2}]\) b \([10^{-6} \frac{m^3}{mol}]\)
Chlor 0,658 56,2
Helium 0,0035 34,1
Krypton 0,235 39,8
Kyslík 0,138 31,8
Methan 0,228 42,8
Vodík 0,0247 26,6

Další kapitoly

Napsat komentář

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.