background image

Gaz

Gaz





najprostszy stan materii

najprostszy stan materii





nie ma kształtu, objętości ani swobodnej 

nie ma kształtu, objętości ani swobodnej 
powierzchni

powierzchni





wypełnia przestrzeń

wypełnia przestrzeń





cząsteczki gazu s

cząsteczki gazu są 

ą znacznie od siebie 

znacznie od siebie 

oddalone

oddalone

oddalone

oddalone





poruszają się niezależnie po torach w 

poruszają się niezależnie po torach w 
niewielkim stopniu zaburzonych prze

niewielkim stopniu zaburzonych przez 

oddziaływania 

oddziaływania 
międzycząsteczkowe

międzycząsteczkowe
i temperaturę 

i temperaturę T

T

background image

Stan gazu

Stan gazu





Stan gazu 

Stan gazu –

– jest

jest określony przez parametry 

określony przez parametry 

stanu:

stanu:

objętość

objętość V

V, liczbę moli 

, liczbę moli n

n, ciśnienie 

, ciśnienie p

p i temperaturę 

i temperaturę 

objętość

objętość V

V, liczbę moli 

, liczbę moli n

n, ciśnienie 

, ciśnienie p

p i temperaturę 

i temperaturę 

T

T

background image

Prawa gazowe

Prawa gazowe





Prawo Boyle’a

Prawo Boyle’a

p V = const

p V = const

gdy T = const

gdy T = const

gdy T = const

gdy T = const

V/m 

V/m –

– objętość właściwa 

objętość właściwa 

gazu

gazu

background image





Prawo Charlesa

Prawo Charlesa

V=const *T (pod stałym 

V=const *T (pod stałym 

ciśnieniem)

ciśnieniem)





Alternatywa parwa 

Alternatywa parwa 
Charlesa:

Charlesa:

Charlesa:

Charlesa:

p=const *T(przy stałej 

p=const *T(przy stałej 

objętości)

objętości)

Konkluzja wynikająca z 

Konkluzja wynikająca z 

rawa Avogadra:

rawa Avogadra:

V=const*n

V=const*n

background image

Równanie stanu gazu doskonałego

Równanie stanu gazu doskonałego





p V = n RT

p V = n RT





R –

– uniwersalna stała gazowa 

uniwersalna stała gazowa 

8,314 J/mol.K lub 1,986 

8,314 J/mol.K lub 1,986 
cal/mol.K

cal/mol.K

Gdy: p = 1 atm, T = 273 K, to 

1 mol gazu zajmuje 22,4 dm3

background image

Oblicz pracę wykonaną przez 1 mol gazu 

Oblicz pracę wykonaną przez 1 mol gazu 

doskonałego, rozprężającego się izotermicznie od 

doskonałego, rozprężającego się izotermicznie od 

V

V

p

p

do V

do V

k

k

=

Vk

Vp

pdV

W

dla n=1 mamy p = (RT)/V

dla n=1 mamy p = (RT)/V

p

k

Vk

Vp

V

V

RT

V

dV

RT

W

ln

=

=

Uwaga: przy rozprężaniu – praca jest dodatnia
przy sprężaniu – praca jest ujemna

background image

Ciśnienie

Ciśnienie

(siła

(siła

wywierana 

wywierana na jednostkę powierzchni)

na jednostkę powierzchni)





jednostka (SI)  1

jednostka (SI)  1 Pa

Pa = 1 N/m

= 1 N/m

2

2





pomiar 

pomiar -- manometry cieczowe, membranowe

manometry cieczowe, membranowe





pomiar 

pomiar -- manometry cieczowe, membranowe

manometry cieczowe, membranowe





ciśnienie standardowe p

ciśnienie standardowe p

0

0

=10

=10

5

5

Pa=1000 hPa 

Pa=1000 hPa 

≅≅

1 aatm

tm

background image

Pomiar ciśnienia

• manometry cieczowe hydrostatyczne, 

•manometry hydrauliczne, 

•sprężynowe, membranowe

•rurka Bourdona,

•elektryczne, próżniomierze jonizacyjne i in.

background image

Wybrane jednostki ciśnienia

Wybrane jednostki ciśnienia





1 bar = 10

1 bar = 10

5

5

Pa = 1,02 at 

Pa = 1,02 at 

= 0,99 atm

= 0,99 atm





1 at

1 at = 1 kG/cm

= 1 kG/cm

2

2





1 atm = 760 Tr = 760 mm Hg

1 atm = 760 Tr = 760 mm Hg

1 psig = 1 funt/cal

1 psig = 1 funt/cal

2

2

1 psia = 1

1 psia = 1 funt/cal

funt/cal

2

2

background image

Równowaga mechaniczna - równość ciśnień

dowód - na podstawie II zasady termodynamiki

Równowaga termiczna - równość temperatur

Temperatura - z (obserwacji) - określa kierunek przepływu

ciepła (dokładna definicja I i II zasady termodynamiki) 

background image

Zerowa zasada termodynamiki

T

A

=T

& T

A

= T

C

T

B

= T

C

Jeżeli ciało A jest w termicznej 
równowadze z ciałem B, a B jest 
w termicznej równowadze 

w termicznej równowadze 
z ciałem C, to ciało A jest w 
Równowadze termicznej z ciałem C

(tzw. gazowa skala temperatury)

Skale temperatury:
Termodynamiczna -

K

Celsjusza                -

0

C

Fahrenheita

-

0

F

T (K) = t (

o

C) + 273,15

t (

o

C) = 5/9 [T(

o

F) – 32]

background image

Mieszaniny gazów

Prawo Daltona:

Ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazów doskonałych jest sumą 
ciśnień cząstkowych wywieranych przez poszczególne składniki 
mieszaniny

V

RT

n

V

RT

n

V

RT

n

p

p

p

B

A

B

A

=

+

+

=

+

+

=

K

K

n

n

x

x

x

n

n

n

i

i

B

A

B

A

=

=

+

+

=

+

+

,

1

,

K

K

ułamki molowe

n

x

x

x

n

n

n

i

B

A

B

A

=

=

+

+

=

+

+

,

1

,

K

K

ułamki molowe

p

x

p

J

J

=

słuszne również dla gazów rzeczywistych

background image

Ułamki molowe i ciśnienia cząstkowe

Ułamki molowe i ciśnienia cząstkowe





Ułamek molowy x

Ułamek molowy x

JJ

w mieszaninie 

w mieszaninie –

– jest to ilość (liczba moli) cząsteczek J 

jest to ilość (liczba moli) cząsteczek J 

wyrażona  jako ułamek całkowitej ilości cząsteczek w próbce

wyrażona  jako ułamek całkowitej ilości cząsteczek w próbce

xx

=n

=n

JJ

/n; n= n

/n; n= n

A

A

+ n

+ n

B

B

+…

+…

Przykład:

Przykład:

W mieszaninie zawierającej 1.0 mol N

W mieszaninie zawierającej 1.0 mol N

2

2

i 3mole H

i 3mole H

2

2

, ułamek molowy N

, ułamek molowy N

2

2

wynosi 

wynosi 

0.25, a H

0.25, a H

2

2

wynosi 0.75.

wynosi 0.75.





xx

A

A

+ x

+ x

B

B

+…=1

+…=1