• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia

    • Gaz rzeczywisty

    Przeczytaj także...
    Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.Gaz doskonały – zwany gazem idealnym jest to abstrakcyjny, matematyczny model gazu, spełniający następujące warunki:
    Stała gazowa (uniwersalna stała gazowa) (oznaczana jako R) – stała fizyczna równa pracy wykonanej przez 1 mol gazu doskonałego podgrzewanego o 1 kelwin (stopień Celsjusza) podczas przemiany izobarycznej.

    Gaz rzeczywisty – pojęcie termodynamiczne oznaczające gaz, który nie zachowuje się ściśle zgodnie z prawami ustalonymi dla gazu doskonałego. W praktyce są to wszystkie gazy istniejące w realnym świecie, aczkolwiek przybliżenie gazu doskonałego może w wielu warunkach być do nich z powodzeniem zastosowane. Przybliżenie to zawodzi jednak w skrajnych warunkach, oraz gdy istnieje potrzeba dokonania bardzo dokładnych obliczeń w warunkach zbliżonych do normalnych.

    Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.Równanie van der Waalsa – równanie stanu gazu wiążące parametry stanu gazu (ciśnienie p, objętość V i temperaturę T).

    W pewnych warunkach gaz rzeczywisty można opisać za pomocą równania van der Waalsa uwzględniającego objętości własne cząsteczek gazu oraz niektóre oddziaływania międzycząsteczkowe, które teoria gazu doskonałego ignoruje. W skrajnych warunkach jednak zawodzi nawet równanie van der Waalsa.

    Objętość molowa – objętość, jaką zajmuje jeden mol substancji. Jednostką objętości molowej w układzie SI jest m³/mol. Objętość molową podaje się dla określonych warunków, zwykle dla warunków normalnych.Równanie Clapeyrona, równanie stanu gazu doskonałego to równanie stanu opisujące związek pomiędzy temperaturą, ciśnieniem i objętością gazu doskonałego, a w sposób przybliżony opisujący gazy rzeczywiste. Sformułowane zostało w 1834 roku przez Benoîta Clapeyrona. Prawo to można wyrazić wzorem

    Współczynnik ściśliwości[]

    Miarą odchylenia zachowania gazu rzeczywistego od gazu idealnego jest współczynnik ściśliwości (współczynnik kompresji) Z:

    gdzie:

    Współczynnik sprężystości objętościowej, moduł Helmholtza, moduł odkształcalności objętościowej – Wielkość uzależniająca odkształcenie objętościowe materiału od naprężenia jakie w nim występuje. Opisuje ona odporność ciała izotropowego na zmianę objętości, gdy jest ono poddane kompresji izometrycznej (jednolitej w każdym kierunku).Wirialne równanie stanu gazu opisuje stan gazu rzeczywistego. Ma postać szeregu potęgowego (Kamerlingha - Onnesa), którego pierwszy człon stanowi równanie stanu gazu doskonałego. Z reguły równanie to jest podane dla 1 mola gazu, a więc zamiast objętości w równaniu pojawia się objętość molowa gazu .
  • p – ciśnienie gazu
  • Vm = V/n – objętość molowa gazu (V – objętości, n – ilości gazu [mol])
  • R – uniwersalna stała gazowa
  • T – temperatura bezwzględna

    • Dla gazu doskonałego w każdych warunkach Z = 1 co wynika z równania stanu gazu doskonałego (równanie Clapeyrona). Dla gazów rzeczywistych Z może znacznie odbiegać od jedności, w pewnych warunkach i zawsze dla silnie rozrzedzonego gazu (p → 0 oraz ρ → 0) również dla gazów rzeczywistych Z → 0. Wartość Z = 1 nie oznacza jednak, że gaz będzie miał takie same właściwości jak gaz doskonały, gdyż wiele z nich zależy od pochodnych wielkości fizycznych. Współczynniki ściśliwości opisywane są ilościowo za pomocą wirialnych równań stanu gazu.

    Termodynamika – nauka o energii, dział fizyki zajmujący się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych, które wpływają na zmiany energii wewnętrznej analizowanych układów. Wbrew rozpowszechnionym sądom termodynamika nie zajmuje się wyłącznie przemianami cieplnymi, lecz także efektami energetycznymi reakcji chemicznych, przemian z udziałem jonów, przemianami fazowymi, a nawet przemianami jądrowymi i energią elektryczną.Warunki normalne – ściśle określone temperatura i ciśnienie otoczenia, które stanowią rodzaj punktu odniesienia do niektórych obliczeń fizykochemicznych.

    Powyżej zdefiniowany współczynnik ściśliwości Z jest wielkością bezwymiarową, niezależną od układu jednostek, która ma określić odchylenie danego układu gazowego od stanu gazu doskonałego – w odróżnieniu od ogólniej sformułowanego współczynnika ściśliwości.

    Liczność materii – wielkość fizyczna określająca ilość materii poprzez podanie stosunku liczby dowolnych cząstek tworzących dany obiekt fizyczny do liczby atomów zawartych w 12 g czystego izotopu węgla C.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama