1 / 42

Gas

Gas. โมเลกุลเรียงตัวอย่างอิสระและห่างกัน รูปร่างและปริมาตร ขึ้นกับภาชนะที่บรรจุ ความหนาแน่นต่ำ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลแก๊ส ขึ้นอยู่กับ T. ระบุสภาวะของแก๊สโดยใช้. Volume ( V ) Pressure ( P ) Temperature ( T ) Number of moles ( n ). P = f ( T,V,n ). Temperature:.

hanzila
Télécharger la présentation

Gas

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gas • โมเลกุลเรียงตัวอย่างอิสระและห่างกัน • รูปร่างและปริมาตร ขึ้นกับภาชนะที่บรรจุ • ความหนาแน่นต่ำ • ความเร็วในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลแก๊ส ขึ้นอยู่กับ T

  2. ระบุสภาวะของแก๊สโดยใช้ระบุสภาวะของแก๊สโดยใช้ Volume (V) Pressure (P) Temperature (T) Number of moles (n) P = f (T,V,n)

  3. Temperature: T(K) = 273 + T (C) Thermometer

  4. Pressure: แรงเนื่องจากการชนกันระหว่างโมเลกุลของแก๊สกับผนังภาชนะ SI unit: 1 N/m2 = 1 Pascal (Pa)

  5. Van der Waals force แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของก๊าซ 1. London Force or Dispersion Force 2. Dipole- Induced Dipole Interaction 3. Dipole-Dipole Interaction

  6. เครื่องมือวัดความดัน • Barometerใช้วัดความดันบรรยากาศ • ซึ่งมีค่าแตกต่างกันตามระดับความสูง • ความหนาแน่นของปรอท g ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก h ความสูงของลำปรอทในหลอดแก้วเหนือระดับปรอทในภาชนะ

  7. Patm Patm Patm h h Pgas Pgas Pgas 2. Manometer ปลายเปิด

  8. h Pgas 3. Manometer ปลายปิด

  9. Patm h Pgas Example 1 CO2 (g) ในภาชนะถูกต่อเข้ากับ manometer ชนิดปลายเปิด ดังรูป อ่านค่าความดันบรรยากาศได้เท่ากับ 753.6 mmHg และ ค่า h = 174 mmHg

  10. SI unit of pressure: pascal (Pa) 1 Pa = 1 N m-2 = 1 kg m-1 s-2 1 bar = 105 Pa 1 torr = 1 mmHg 1 atm = 101,325 Pa = 760 mmHg = 760 torr

  11. V a 1 เมื่อ T, n คงที่ P กฎของบอยล์ (Boyle ’s Law) เมื่ออุณหภูมิและจำนวนโมลคงที่ ปริมาตรของแก๊สจะเป็นปฏิภาคกลับ กับ ความดัน PV = k P1V1 = P2V2 = …. = k

  12. V = k T V1 = V2 = ….. = k T1 T2 กฎของชาร์ล (Charles’ Law) เมื่อความดันและจำนวนโมลคงที่ปริมาตรของแก๊สจะเป็นปฏิภาคโดยตรง กับ อุณหภูมิสัมบูรณ์ V a Tเมื่อ P , n คงที่

  13. Volume, V Temperature, C ที่ T = -273.15 C หรือ 0 K, V = 0 ml ไม่ว่าความดันเท่าไร

  14. กฎของอาโวกาโดร (Avogadro’s Law) V a nเมื่อ P , T คงที่ n = จำนวนโมล

  15. สมการของสถานะสำหรับแก๊สอุดมคติสมการของสถานะสำหรับแก๊สอุดมคติ (Equation of State for Ideal Gas) PV = nRT R = Universal Gas Constant = 0.082053 L atm mol-1 K-1 = 8.314 J mol-1 K-1

  16. PV = mRT M P = m RT = rRT V M M Ideal gas law: PV = nRT สามารถหามวลโมเลกุล (M) และความหนาแน่น () ของแก๊สได้ PV = nRT

  17. PV = nRT Using STP conditions P V R = PV = (1.00 atm)(22.4 L) nT (1mol) (273K) n T = 0.0821 L-atm mol-K

  18. Example 2 จงคำนวณหาค่า R ที่ STP เมื่อ P = 760 mmHg

  19. Example 3 แก๊สหัวเราะ (N2O) 2.86 mol อยู่ในภาชนะ 20.0 L ที่อุณหภูมิ 23 C, จงคำนวณหาความดันของแก๊ส (mmHg)

  20. Example 4 กระบอกตวงขนาด 5.0 L บรรจุแก๊ส oxygen ที่อุณหภูมิ 20.0 C ความดัน 735 mm Hg. จงคำนวณหาน้ำหนัก (g) ของ oxygen

  21. Example 5 Molar Mass of Gas จงคำนวณหามวลโมเลกุลของแก๊ส 0.250 g บรรจุอยู่ในภาชนะ 215 mL ที่ความดัน 0.813 atm อุณหภูมิ 30.0 C

  22. Example 6 Density of Gas จงคำนวณความหนาแน่นของแก๊สออกซิเจนในหน่วย g/L ที่ STP.

  23. Example 7 แก๊สชนิดหนึ่งประกอบด้วย carbon 85.7% by mass และhydrogen 14.3% by mass ที่ STP แก๊สชนิดนี้มีความหนาแน่น 2.50 g/L. สูตรโมเลกุลของแก๊สชนิดนี้คืออะไร

  24. Formulas of Gases Calculate Empirical formula 85.7 g C x 1 mol C = 7.14 mol C/7.14 = 1 C 12.0 g C 14.3 g H x 1 mol H = 14.3 mol H/ 7.14 = 2 H 1.0 g H Empirical formula = CH2 EF mass = 12.0 + 2(1.0) = 14.0 g/EF

  25. กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับ ideal gas State 1  State 2 or: P1,V1,n1,T1  P2,V2,n2,T2 State 1: P1V1 = n1RT1 State 2: P2V2 = n2RT2

  26. 1.0 atm V2 100 mL 30 atm Example 8 แก๊ส He มีปริมาตร 100 mL ที่ความดัน 30 atm และอุณหภูมิ 20 C ขยายตัวจนกระทั่ง ความดันเพิ่มเป็น 1.0 atm ที่อุณหภูมิเดิมคือ 20 C จงคำนวณหาปริมาตรสุดท้าย

  27. V V = 1 2 T T 1 2 Example 9 บอลลูนอัดด้วยแก๊ส helium มีปริมารตที่แน่นอนที่ STP จงคำนวณหาอุณหภูมิเมื่อบอลลูนมีปริมาตรลดลงครึ่งหนึ่งของปริมาตรเริ่มต้น ที่ความดันคงที่ Since P1 = P2,

  28. P Pt na nc nb แก๊สผสม (Gas Mixtures) Ideal gas

  29. (1) (2) pi ni Ptotal ntotal = กฎความดันย่อยของดาลตัน (Dalton ’s Law of Partial Pressure) Ptotal = pa + pb + … + pi และ pi = XiPtotal p = Partial Pressure pi = niRT / V Ptotal = ntotal RT / V (1)/(2)

  30. ni ntotal pi = Ptotal = XiPtotal Xi = mole fraction

  31. Example 10 ถ้าผสม N2 200 cm3ที่ 25oC 250 torr กับ O2 350 cm3 ที่ 25oC 300 torr จนมีปริมาตรรวม 300 cm3 จงหาความดันรวมของแก๊สผสมที่ 25oC

  32. Example 11 H2 0.174 g และ N2 1.365 g บรรจุในหลอดขนาด 2.83 Lที่ 0oC จงหา เศษส่วนโมล และความดันย่อยของH2 และ N2 และความดันรวม

  33. แก๊สจริง (REAL GAS) ปริมาตรต่อโมล (Vm) และค่าคงที่ของแก๊ส (R) ของแก๊สต่างๆ ที่ 0oC 1 atm R = PV/nT (L atm mol-1 K-1) Gas Formula Molar Volume Vm (L/mol) Hydrogen H2 22.428 0.082109 Neon Ne 22.425 0.082098 Nitrogen N2 22.404 0.082021 Oxygen O2 22.394 0.081984 Methane CH4 22.360 0.081860 Hydrogen chloride HCl 22.249 0.081453 Acetylene C2H2 22.19 0.08124 Chlorine Cl2 22.063 0.08076 Ideal Gas 22.4136 0.082053

  34. IDEAL GAS แก๊สจริง (REAL GAS)

  35. Repulsion Separation Potential Energy Attraction แก๊สจริง (REAL GAS)

  36. สภาวะที่ Real gas มีลักษณะใกล้เคียงกับ Ideal gas - อุณหภูมิสูงกวา 0 °C (เพื่อใหพลังงานของโมเลกุลสูงกวาแรงที่โมเลกุลกระทําตอกันมาก) - ความดันตํ่า (เพื่อใหขนาดของโมเลกุลมีคานอยมากเมื่อเทียบกับระยะหางระหวางโมเลกุล)

  37. The van der Waals Equationสำหรับแก๊สจริง

  38. Example 12 ไอน้ำ 1 mol บรรจุอยู่ในภาชนะ 10 L และมีอุณหภูมิ 150 C จงคำนวณหาความดันของไอน้ำ โดยใช้สมการต่อไปนี้ • ideal gas equation • van der Waals equation

  39. Z = 1

  40. แก๊สอุดมคติ Z = 1 ทุกสภาวะ กราฟระหว่าง Z กับ P เป็นเส้นตรง ขนานกับแกน P (Slope = 0) แก๊สจริง กราฟไม่เป็นเส้นตรง โดยเริ่มจาก Z = 1 ที่ P = 0 แล้วเบี่ยงเบนทั้งในทางที่ Z > 1 และ Z < 1 ขึ้นกับ อุณหภูมิ

  41. แก๊สแต่ละชนิด จะมีอุณหภูมิหนึ่งที่แก๊สจริงมี ลักษณะใกล้เคียงแก๊สอุดมคติ แต่จะเป็นช่วงความดันหนึ่งเท่านั้น อุณหภูมิซึ่ง Z มีค่าใกล้เคียง 1 และมีค่าคงที่ในช่วงความดันหนึ่ง เรียกว่า Boyle’s Temperature (TB)

  42. PV nRTB = 1

More Related