Tipp 1: Berechnung der Gasmenge

Wissenschaft

Tipp 1: Berechnung der Gasmenge

Gas, wie Stoffe in anderenAggregatzustände, hat eine Reihe von Parametern, einschließlich der Lautstärke. Das Gasvolumen basiert auf seinen anderen Eigenschaften, die im Zustand des Problems gegeben sind. Jedes Gas, unabhängig von seiner Art und Zusammensetzung, hat ein Volumen, das bei vielen Problemen benötigt wird.

Anleitung

Gas hat unabhängig von seiner Zusammensetzung dreiHauptparameter: Masse, Volumen und Dichte. Die meisten Aufgaben arbeiten auf einem idealen Gas sogenannten, so verlassen sie sich nur auf die notwendige Bedingung in der Masse gezeigt, Druck und Temperatur. Zum Beispiel kann in dem Problem Stickstoffgas N2 mit einer Temperatur von 60 Grad festgelegt werden, bei einem Druck von 30 kPa und eine Masse von 0,05 g diese drei Parameter und die Gaszusammensetzung zu kennen, nach der Gleichung Mendelejew-Clapeyron ihren Anwendungsbereich finden. Dazu ist es notwendig, die Gleichung zu ändern, wie folgt: pV = mRT / M.Osuschestviv weitere Transformationsformel, um die Menge an Stickstoff get: V = mRT / pM.Pri Dieser Molmassenbereich M kann bei Tabelle D gefunden werden Mendelejew Universität. Y Stickstoff 12 g / mol ist. Dann gilt: V = 0,05 * 12 * 8.31 * 333/30 * 12≈4,61.

Wenn das Volumen unter normalen Bedingungen bekannt ist undVolumen bei verschiedenen Bedingungen gewünscht wird, gelten Gesetze Boyle und Homosexuell-Lussac Gesetz: pV / T = pnVn / Tn.V Dann Formel umwandeln, wie folgt: pV = Tn * * pnVn T.Otsyuda Volumen V beträgt: V = pnVn * T / p * Tn.Indeks n den Wert eines Parameters unter normalen Bedingungen.

Wenn wir das Volumen des Gases aus der Sicht betrachtenThermodynamik, können Sie sehen, dass die Gase Kräfte wirken können, aufgrund derer das Volumen variiert. Gleichzeitig ist der Gasdruck konstant, was für isobare Prozesse charakteristisch ist. In solchen Prozessen ändert sich das Volumen von einem Wert zu einem anderen. Sie können als V1 und V2 bezeichnet werden. Unter den Bedingungen einer Reihe von Problemen wird ein bestimmtes Gas beschrieben, das sich unter dem Kolben in einem Behälter befindet. Wenn sich dieses Gas ausdehnt, bewegt sich der Kolben um eine bestimmte Strecke dl, was zu der Arbeit führt: A = pdV = p (V2 - V1) Diese Formel bezieht sich auf die Änderung des Gasvolumens und der Arbeit. Wie bekannt ist, wenn ein endliches Volumen V2 gegeben ist, dann können wir das Anfangsvolumen V1 finden: V1 = pV2-A / p.

Schließlich ist es am einfachsten, das Gasvolumen zu finden, basierend aufvon zwei anderen physikalischen Parametern - Masse und Dichte. Wenn ein Gas mit einer bestimmten Dichte und Masse unter den Bedingungen gegeben ist, sollte sein Volumen aus der Formel berechnet werden: V = m / ρ. Jedes Gas hat eine gewisse Dichte, wie jede feste oder flüssige Substanz. Daher ist es zunächst notwendig, diesen Parameter zu berücksichtigen, um das Gasvolumen zu finden.

Tipp 2: So finden Sie Gasarbeit

Arbeit Gas wird mit einer Änderung in seiner Lautstärke durchgeführt. Es ist, wenn sich die Lautstärke ändert Gas Die Knoten von Wärmekraftmaschinen kommen in Bewegung, sei es ein Verbrennungsmotor oder ein Geschoss im Lauf einer Waffe. Bei verschiedenen Prozessen arbeiten Gas wird auf verschiedene Arten berechnet.

Du brauchst

- ein Manometer;
Thermometer

Anleitung

Wenn die Arbeit Gas wird im isobaren Prozess (bei konstantem Druck) durchgeführt, um dann die Arbeit Gas Messen Sie mit einem Manometer den Druck Gas.. Messen Sie danach die Lautstärke vor und nach der Arbeit. Finden Sie die Änderung in der Lautstärke GasSubtrahieren des Anfangswertes vom Endwert. Dann finde das Produkt des Drucks Gas um seine Lautstärke zu ändern. Das wird die Arbeit sein Gas bei konstantem Druck A = p • ΔV.

Für den perfekten Gas berechnen die Arbeit Bei konstantem Druck kann man die Clapeyron-Mendeleev-Gleichung verwenden. Finden die Arbeit GasMultipliziert mit der Anzahl der Massen 8,31 (universelle Gaskonstante) und der Änderung der Temperatur, wenn die Arbeit durchgeführt wird. Ergebnis divide durch die Molmasse Gas A = m · R · ΔT / M. In den Berechnungen berücksichtigen, dass, wenn die Arbeit mit Gas durchgeführt wird (es wird expandiert), ist es positiv ist. Wenn die Arbeit auf dem Gas durchgeführt (es von äußeren Kräften gehalten wird), dann ist die Arbeit negativ.

Wenn die Arbeit unter isothermer Expansion ausgeführt wird (wenn die Temperatur konstant ist), die Volumenänderung herausfinden Gas und der Wert seiner Temperatur. Um zu finden die Arbeit Gasmultiplizieren Sie seine Masse mit der Zahl 8.31 (universelle Gaskonstante) und die Temperatur während der Durchführung der Arbeit. Ergebnis divide durch die Molmasse Gas.. Multipliziere die resultierende Zahl mit dem natürlichen Logarithmus aus dem Verhältnis von End- und Anfangsvolumen Gas A = m · R · T · ln (V2 / V1) / M.

Im allgemeinen Fall finden Sie die Arbeit Gas Nimm das Integral der Druckfunktion nach Volumen. Grenzen Integral - von der ersten bis zur endgültigen Volumen ∫pdV. Wenn es ein Zeitplan Prozessgas in den Koordinaten (V, P), wie es in der Regel eine gerade Linie ist, erhält eine begrenzte Fläche an den Seiten des Trapezes senkrechten Linien VB Achsenpunkte V1 und V2, die unteren Achse V und den oberen Graph einer Funktion. In komplexeren Fällen ist es Bereich gekrümmt Trapez gesucht.

Tipp 3: Wie man das Volumen eines Stoffes berechnet

Volumen ist ein quantitatives Merkmal,Angabe, welcher Raum von dieser oder jener Substanz (Körper) eingenommen wird. Im SI-System wird das Volumen in Kubikmetern gemessen. Wie kann man das Volumen einer Substanz finden?

Anleitung

Der einfachste Weg ist, wenn Sie die genaue Masse dieser Substanz (M) und ihre Dichte (ρ) kennen. Dann ist das Volumen in einer Handlung, gemäß der Formel: V = M / ρ.

Sie können die inder großen Antike von dem großen Wissenschaftler Archimedes. Sicherlich kennen Sie die Geschichte, wie der syrakusanische König Hieron, der seinen Juwelier des Betrugs verdächtigt, Archimedes befahl zu bestimmen, ob Gold aus reinem Gold hergestellt wurde oder billige Beimischungen in die Legierung gemischt wurden. Es scheint, dass alles einfach ist: Die genaue Masse der Krone ist bekannt, die Dichte des reinen Goldes ist bekannt. Aber der Wissenschaftler stand vor der Aufgabe: Wie kann man das Volumen der Krone bestimmen, wenn sie sehr kompliziert ist? Archimedes löste es glänzend und wog die Krone zuerst in der Luft und dann im Wasser.

Der Gewichtsunterschied ist der sogenannte "Auftrieb"Kraft ", gleich dem Gewicht des Wassers im Volumen der Korona. Nun, wenn man die Dichte des Wassers kennt, ist es nicht schwierig, das Volumen zu bestimmen. Analog ist es möglich, das Volumen einer jeden festen Substanz zu bestimmen, natürlich, wenn sie sich nicht in Wasser auflöst und nicht einmal damit reagiert.

Wenn Sie es mit Gas zu tun habenBedingungen in der Nähe normal, dann ist es sehr einfach, sein Volumen zu bestimmen. Man muss sich nur daran erinnern, dass ein Mol eines beliebigen Gases unter solchen Bedingungen ein Volumen von 22,4 Litern einnimmt. Dann können Sie Berechnungen auf der Grundlage der Ihnen gegebenen Bedingungen durchführen.

Zum Beispiel müssen Sie bestimmen, wie viel200 Gramm reiner Stickstoff? Erinnern Sie sich zunächst an die Formel des Stickstoffmoleküls (N2) und das Atomgewicht von Stickstoff (14). Folglich beträgt das Molgewicht von Stickstoff 28 g / mol. Das heißt, 22,4 Liter würden 28 Gramm dieses Gases enthalten. Und wie viel wird es in 200 Gramm sein? Berechnen Sie: 200x28 / 22,4 = 250 Gramm.

Nun, wie man das Gasvolumen findet, wenn es nichtunter normalen Bedingungen? Hier kommst du der Gleichung von Mendelejew-Clapeyron zu Hilfe. Obwohl es für das "ideale Gas" -Modell abgeleitet ist, können Sie es verwenden.

Kenntnis solcher Parameter wie Sie benötigen, wieGasdruck, Masse und Temperatur berechnen Sie das Volumen mit der Formel: V = MRT / mP, wobei R die universelle Gaskonstante von 8.31 ist, m die Molmasse des Gases.

Tipp 4: Wie ändert sich die Gastemperatur mit der Expansion?

Die Abhängigkeit der Gastemperatur von der Volumenänderung erklärt sich vor allem durch die ursprüngliche physikalische Bedeutung des Temperaturbegriffs, der mit der Bewegungsintensität der Gasteilchen zusammenhängt.

Wie ändert sich die Temperatur des Gases mit der Expansion

Physik der Temperatur

Aus dem Verlauf der Molekularphysik ist bekannt, dassdie Körpertemperatur ist trotz der Tatsache, dass es sich um eine makroskopische Größe handelt, vor allem mit der inneren Struktur des Körpers verbunden. Wie bekannt ist, sind die Teilchen einer beliebigen Substanz in ständiger Bewegung. Die Form dieser Bewegung hängt vom Aggregatzustand der Substanz ab. Wenn dieser feste Körper ist, dann oszillieren die Teilchen an den Knoten des Kristallgitters, und wenn dies ein Gas ist, dann bewegen sich die Teilchen frei im Volumen der Materie und kollidieren miteinander. Die Temperatur der Substanz ist proportional zur Bewegungsintensität. Vom Standpunkt der Physik aus bedeutet dies, dass die Temperatur direkt proportional zur kinetischen Energie der Materieteilchen ist, die wiederum durch die Größe der Geschwindigkeit der Teilchen und ihrer Masse bestimmt wird. Je höher die Körpertemperatur ist, desto größer ist die durchschnittliche kinetische Energie der Partikel. Diese Tatsache spiegelt sich in der Formel für die kinetische Energie eines idealen Gases wider, die dem Produkt aus Teilchenkonzentration, Boltzmann-Konstante und Temperatur entspricht.

Einfluss des Volumens auf die Temperatur

Stellen Sie sich die innere Struktur des Gases vor. Das Gas kann als ideal angesehen werden, was die absolute Elastizität von Kollisionen von Molekülen miteinander bedeutet. Das Gas hat eine bestimmte Temperatur, das heißt eine gewisse kinetische Energie der Teilchen. Jedes Teilchen trifft nicht nur auf das andere Teilchen, sondern auch auf die Gefäßwand, wodurch das Volumen der Materie begrenzt wird. Wenn das Volumen des Gases zunimmt, d. H. Das Gas expandiert, nimmt die Anzahl der Kollisionen von Teilchen mit den Wänden des Gefäßes und miteinander wegen der Zunahme der mittleren freien Weglänge jedes Moleküls ab. Eine Abnahme der Anzahl der Kollisionen führt zu einer Abnahme des Gasdrucks, aber die gesamte durchschnittliche kinetische Energie der Substanz ändert sich nicht, da die Kollision von Teilchen ihre Größe in keiner Weise beeinflusst. Wenn sich also das ideale Gas ausdehnt, ändert sich die Temperatur nicht. Dieser Prozess wird als isotherm bezeichnet, dh als Prozess mit konstanter Temperatur. Man beachte, dass dieser konstante Temperatureffekt bei der Gasexpansion auf der Annahme seines Ideals beruht, und auch auf der Tatsache, dass Teilchen keine Energie verlieren, wenn Teilchen mit den Gefäßwänden kollidieren. Wenn das Gas nicht ideal ist, nimmt die Anzahl der Kollisionen, die zu einem Energieverlust führen, ab, und der Temperaturabfall wird geringer. In der Praxis entspricht diese Situation der Temperierung der Gassubstanz, bei der die die Temperaturabnahme verursachenden Energieverluste reduziert werden.