Obsah
Ideální plyn je zjednodušeným modelem reálného plynu. Umožňuje poměrně snadno určit chování plynu nebo směsi plynů. Pro chování ideálního plynu platí následující pravidla:
- Částice plynu považujeme za hmotné body, plyn lze stlačit na nulový objem.
- Částice spolu neinteragují, pouze se srážejí.
- 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).
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
R = 8,314 4621(75) J.K-1.mol-1; molární plynová konstanta
Pro změny stavu plynu platí:
Boyleův zákon
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.
Parciální tlak
Tlak komponenty ve směsi. Složky směsi ideálních plynů se v nádobě chovají, jako by tam byly samy.
Molární zlomek:
Děje v plynech
Pokud během děje dochází ke změně všech tří stavových veličin (p, V, T) počítáme se stavovou rovnicí, jak je uvedeno výše. Pokud je jedna z veličin konstantní, můžeme si výpočet zjednodušit.
Izochorický děj
Objem plynu je během děje konstantní. Ze stavové rovnice ideálního plynu vyplývá, že:
$$p = konst . T$$
$$\frac{p}{T} = konst.$$
$$\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$$
Tlak plynu je tedy přímo úměrný teplotě plynu.
Izobarický děj
Tlak je během děje konstantní. Ze stavové rovnice ideálního plynu vyplývá, že:
$$V = konst . T$$
$$\frac{V}{T} = konst.$$
$$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$
Objem plynu je tedy přímo úměrný teplotě plynu.
Izotermický děj
Teplota je během děje konstantní. Ze stavové rovnice ideálního plynu vyplývá, že:
$$p.V = konst.$$
$$p_1.V_1 = p_2.V_2$$
Součin tlaku a objemu je za konstantní teploty během všech pochodů konstantní (viz Boyleův zákon).
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.
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
- České chemické názvosloví
- Platné číslice a měření
- Základní chemické zákony
- Důležité veličiny a vztahy v chemii
- Chemické rovnice a stechiometrické výpočty
- Koncentrace roztoků
- Rozpustnost, součin rozpustnosti
- Stavba atomu
- Periodická tabulka prvků a periodicita vlastností
- Chemická vazba
- VSEPR
- Komplexní sloučeniny
- Ideální plyn
- Termodynamika
- Chemická rovnováha
- Fázové rovnováhy
- Teorie kyselin a zásad
- pH, aktivita roztoku
- Elektrochemie
- Symetrie molekul
- Lineární regrese
- Odkazy
- Prezentace k semináři z obecné chemie