Νόμος των ιδανικών αερίων – προβλήματα και λύσεις

1. Αντιμετωπίζω αέρια σε ένα κλειστό δοχείο που αρχικά έχουν όγκο V και θερμοκρασία T. Η τελική θερμοκρασία είναι 5/4T και η τελική πίεση είναι 2P. Ποιος είναι ο τελικός όγκος του αερίου;

Γνωστό:

Αρχικός όγκος (V1 ₎ = V

Αρχική θερμοκρασία (T1 ₎ = T

Τελική θερμοκρασία (T2 ₎ = 5/4 T

Αρχική πίεση (P1 ₎ = P

Τελική πίεση (P2 ₎ = 2P

Ζητείται: Τελικός Τόμος (V ₂ )

Λύση:

[irp]

2. Προσδιορίστε τον όγκο 2.00 mol αερίων (ιδανικό αέριο) σε θερμοκρασία και πίεση (STP). STP = Τυπική θερμοκρασία και πίεση.

Γνωστό:

Μορ. αερίου (n) = 2 μορ. πάγου

Τυπική θερμοκρασία (T) = 0 ^o C = 0 + 273 = 273 Kelvin

Τυπική πίεση (P) = 1 atm = 1.013 x ¹⁰⁵ Pa

Καθολική σταθερά αερίου (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Ζητείται : Όγκος αερίων (V)

Λύση:

Εξίσωση του νόμου των ιδανικών αερίων (σε αριθμό γραμμομορίων, n)

Ο όγκος 2 γραμμομορίων αερίων είναι 44.8 λίτρα.

Ο όγκος 1 mol αερίων είναι 45.4 λίτρα / 2 = 22.4 λίτρα.

Ο όγκος 1 γραμμομορίου οποιουδήποτε αερίου είναι 22.4 λίτρα.

[irp]

3. 4 λίτρα αερίου οξυγόνου έχουν θερμοκρασία 27°C και πίεση 2 atm (1 atm = 105 ^Pa ) σε κλειστό δοχείο. Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8.314 J.mol e ^−1.K −1 και αριθμός Avogadro ( N _​​A ) = 6.02 x ¹⁰²³ μόρια/mol e . ^Ποια είναι τα μόρια των αερίων οξυγόνου στο δοχείο;

Γνωστό:

Όγκος αερίων (V) = 4 λίτρα = 4 dm3 ^{= 4} x 10 ^-3 m3

Θερμοκρασία αερίων (T) = 27 ^o C = 27 + 273 = 300 Kelvin

Πίεση αερίων (P) = 2 atm = 2 x 10 ⁵ Pa

Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8.314 J.mol e ⁻¹ .K ⁻¹

Αριθμός Αβογκάντρο (N _A ) = 6.02 x 10 ²³

Ζητείται : Ποια είναι τα μόρια των αερίων οξυγόνου στο δοχείο (N);

Λύση:

Σε 1 γραμμομόριο αερίων οξυγόνου, υπάρχουν 1.93 x 1023 ^μόρια οξυγόνου.

[irp]

4. Ένα δοχείο που περιέχει ένα αέριο νέον (Ne, ατομική μάζα = 20 u) σε κανονική θερμοκρασία και πίεση (STP ) έχει όγκο 2 m3 ^. Προσδιορίστε τη μάζα του αερίου νέον!

Γνωστό:

Ατομική μάζα του νέον = 20 γραμμάρια/mol e = 0,02 kg/mol e

Τυπική θερμοκρασία (T) = 0 ^° C = 273 βαθμοί Κέλβιν

Τυπική πίεση (P) = 1 atm = 1.013 x ¹⁰⁵ Pascal

Όγκος (V) = 2 ^m3

Ζητείται : μάζα (m) αερίου νέον

Λύση:

Σε κανονική θερμοκρασία και πίεση (STP), 1 mole από οποιαδήποτε αέρια, περιλαμβάνουν νέον αέριο, έχουν όγκο 22.4 λίτροs = 22.4 dm³ = 0.0448 m³.

Σε όγκο 2 m3 ^, υπάρχουν 44.6 γραμμομόρια αερίου νέον.

Η σχετική ατομική μάζα του αερίου νέον είναι 20 γραμμάρια/γραμμομόριο.

Αυτό σημαίνει ότι σε 1 mol υπάρχουν 20 γραμμάρια ή 0.02 kg αερίου νέον. Επειδή σε 1 mol υπάρχουν 0.02 kg αερίου νέον, τότε σε 44.6 mol υπάρχουν 44.6 moles x 0.02 kg/mole = 0.892 kg = 892 γραμμάρια αερίων νέον.