Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 397. Gaz doskonały - równanie stanu gazu doskonałego

W zbiorniku z ruchomym tłokiem znajduje się 0,006 kg tlenu.
Gaz ten zajmuje objętość 0,002 m3 w temperaturze 270C.
Masa molowa tlenu jest równa 0,032 kg.

Obliczyć ciśnienie gazu w zbiorniku.

Gaz doskonały

Gaz doskonały - idealizacja gazów rzeczywistych.

Założenia:

• cząsteczki gazu są kuliste o bardzo małych rozmiarach;
  
• cząsteczki gazu poruszają się chaotycznie;
  
• cząsteczki gazu nie oddziałują ze sobą, gdy nie stykają się;
  
• cząsteczki oddziałują ze sobą sprężyście tylko przy zderzeniach;
  
• cząsteczki odkształcają się idealnie sprężyście.
  

Zadanie

W zbiorniku z ruchomym tłokiem znajduje się 0,006 kg tlenu.
Gaz ten zajmuje objętość 0,002 m³ w temperaturze 27⁰C.
Masa molowa tlenu jest równa 0,032 kg.

Obliczyć ciśnienie gazu w zbiorniku.

Rozwiązanie

Założenia:

• 
  
tlen traktujemy jak gaz doskonały (cząsteczki gazu są kuliste, mają bardzo małe rozmiary – pomijane, cząsteczki gazu nie oddziałują ze sobą oprócz chwili zderzenia, cząsteczki gazu poruszają się chaotycznie);

• dane liczbowe zawarte w zadaniu są dokładne i stałe;
  
• zbiornik z gazem jest odizolowany od oddziaływań zewnętrznych.
  

Wykorzystamy równanie stanu gazu doskonałego – równanie Clapeyrona.
W równaniu tym powiązane są ze sobą następujące wielkości charakteryzujące gaz doskonały

• ciśnienie gazu
  
• ilość gazu w molach
  
• temperatura bezwzględna gazu
  
• objętość gazu
  

Do obliczenia jednego z parametrów charakteryzujących gaz wykorzystamy trzy pozostałe i stała gazową - stosujemy
równanie
stanu
gazu
doskonałego
równanie
Clapeyrona







Równanie stanu gazu doskonałego możemy wykorzystywać dla gazów rzeczywistych w sytuacji niskich ciśnień i wysokich temperatur.

397.3-2009.03.31