Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Hasonló dokumentumok
Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Általános Kémia. Dr. Csonka Gábor 1. Gázok. Gázok. 2-1 Gáznyomás. Barométer. 6-2 Egyszerű gáztörvények. Manométer

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Mivel foglalkozik a hőtan?

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Az előadás vázlata: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: nagy közepes kicsi. Hőmérséklet, T tapasztalat (hideg, meleg).

2011/2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

Az előadás vázlata: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: nagy közepes kicsi. Hőmérséklet, T tapasztalat (hideg, meleg).

Kémiai reakciók sebessége

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Légköri termodinamika

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

Ideális gáz és reális gázok

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia


Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Digitális tananyag a fizika tanításához

Hőtan ( első rész ) Hőmérséklet, szilárd tárgyak és folyadékok hőtágulása, gázok állapotjelzői

Termokémia. Termokémia Dia 1 /55

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

Általános Kémia Gyakorlat II. zárthelyi október 10. A1

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Szakmai fizika Gázos feladatok

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA

Általános Kémia, BMEVESAA101

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

SZÁMOLÁSI FELADATOK. 2. Mekkora egy klíma teljesítménytényező maximális értéke, ha a szobában 20 C-ot akarunk elérni és kint 35 C van?

Termodinamika (Hőtan)

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Folyadékok és gázok mechanikája

Mekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

Szabadentalpia nyomásfüggése

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Az α értékének változtatásakor tanulmányozzuk az y-x görbe alakját. 2 ahol K=10

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Gázok. Boyle-Mariotte törvény. EdmeMariotte ( ) Robert Boyle ( ) Adott mennyiségű ideális gázra: pv=állandó. két állapotra: p 1 V 1

ROMAVERSITAS 2017/2018. tanév. Kémia. Számítási feladatok (oldatok összetétele) 4. alkalom. Összeállította: Balázs Katalin kémia vezetőtanár

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 12 pont. 3. feladat Összesen: 14 pont. 4. feladat Összesen: 15 pont

IMI INTERNATIONAL KFT

5. előadás

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

Követelmények: f - részvétel az előadások 67 %-án - 3 db érvényes ZH (min. 50%) - 4 elfogadott laborjegyzőkönyv

Értékelési útmutató az emelt szint írásbeli feladatsorhoz I.

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Newton törvények, lendület, sűrűség

Művelettan 3 fejezete

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Általános Kémia, 2008 tavasz

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

Termodinamikai bevezető

Hőtan I. főtétele tesztek

2011/2012 tavaszi félév 3. óra

5. Állapotegyenletek : Az ideális gáz állapotegyenlet és a van der Waals állapotegyenlet

Feladatlap X. osztály

1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk:

(2006. október) Megoldás:

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Anyagi halmazok jellemzői. Kinetikus gázelmélet-ideális gázok. Kinetikus gázelmélet-ideális gázok

O k t a t á si Hivatal

Energia. Energiamegmaradás törvénye: Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Az energia nem keletkezik, nem is szűnik meg, csak átalakul.

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Reológia Mérési technikák

Folyadékok és gázok mechanikája

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

Klasszikus zika Termodinamika I.

Termodinamika. 1. rész

Gáztörvények tesztek

Gáztörvények tesztek. 2. Azonos fajtájú ideális gáz különböző mennyiségei töltenek ki két hőszigetelt tartályt. Az egyik

Spontaneitás, entrópia

Fizika minta feladatsor

Átírás:

Gázok 5-1 Gáznyomás 5-2 Egyszerű gáztörvények 5-3 Gáztörvények egyesítése: Tökéletes gázegyenlet és általánosított gázegyenlet 5-4 A tökéletes gázegyenlet alkalmazása 5-5 Gáz reakciók 5-6 Gázkeverékek

Gázok 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

5-1 Gáznyomás Gáz nyomása erő (N) P (Pa) = felület (m2 ) Hidrosztatikus P P (Pa) = g h d g = 9,807 m/s 2 - gravitációs gyorsulás h a folyadék oszlop magassága d a folyadék sűrűsége d(hg) = 13,5951 g/cm 3 (0 C)

Barométer Standard légnyomás IUPAC: 0.986 atm 100 kpa = 1 bar = 1000 mbar NIST: 1 atm 760 mm Hg, 760 torr 101.325 kpa = 1.01325 bar 1013.25 mbar

Manométer

6-2 Egyszerű gáztörvények Boyle 1662 P ~ 1 V PV = constant

Példa Boyle törvény alkalmazása: P 1 V 1 = P 2 V 2 V 2 = P 1V 1 P 2 = 694 L V tank = 644 L

Charles törvény Charles 1787 Gay-Lussac 1802 V ~ T Térfogat - hőmérséklet V = b T

Normál állapot A gázok tulajdonságai függenek a nyomástól és a hőmérséklettől Ezért definiálják a normál állapotot (STP) Hőmérséklet Nyomás Forrás / C /kpa 0 100 IUPAC (jelenlegi definíció) 0 101.325 IUPAC (előző), NIST, ISO 10780 20 101.325 EPA, NIST 25 101.325 EPA

Avogadro Törvénye Gay-Lussac 1808 A víz keletkezésekor 1 térfogatnyi oxigén mindig 2 térfogatnyi hidrogénnel reagál. Avogadro 1811 Azonos térfogatban azonos mennyiségű gáz van és a gáz molekulák kötései felszakadnak, amikor reagálnak.

A víz képződése

Avogadro törvénye alkalmazva Adott nyomáson és hőmérsékleten: V ~ n vagy V = c n Normál állapotban 1 mol tökéletes gáz térfogata = 22,4 l

6-3 Gáztörvények egyesítése Boyle V ~ 1/P Charles V ~ T Avogadro V ~ n V ~ nt P A tökéletes gázok törvénye: PV = nrt

A tökéletes gázállandó: R PV = nrt R = PV nt Tökéletes gáz (anyagi minőségtől független) közelítések: 1. A részecskék térfogata nulla 2. Az ütközések rugalmasak 3. Nincsenek kölcsönhatások = 8,3145 m 3 Pa mol -1 K -1 = 8,3145 J mol -1 K -1

Általánosított gáztörvény P R = = P 1 V 1 2V 2 n 1 T 1 n 2 T 2 A mol és a térfogat állandó P 1 T 1 = P 2 T 2

Tökéletes gáz p-v-t felület Izosztér V = áll. Izobár P = áll. Izoterm T = áll.

A moláris tömeg meghatározása PV = nrt and n = m M PV = m M RT M = m RT PV

Gázsűrűség PV = nrt és d = m V, n = m M PV = m M RT m = d = V MP RT

5-5 A gázok kémiai reakciókban A reakció együtthatók alapján meghatározható a reagensek és a termékek mennyisége (n mol). A mennyiségek ismeretében (n mol) a tökéletes gáztörvény alkalmazható. A különböző gáz komponensek térfogatai összeadódnak.

Példa: Légzsák A reakcióegyenlet és a tökéletes gáztörvény alkalmazása. A nátriumazid, NaN 3 (s), magas hőmérsékleten N 2 (g) felszabadulásával bomlik. Mekkora lesz a keletkező N 2 (g) térfogata 735 mm Hg nyomás mellett 26 C-on ha 70,0 g NaN 3 elbomlik? A reakció egyenlet: 2 NaN 3 (s) 2 Na(s) + 3 N 2 (g) A keletkező fém nátriumot semlegesíteni kell.

Példa: N 2 moljainak száma: n N 2 = 70 g 1 mol NaN 3 65,01 g N 2 térfogata: 3 mol N 2 2 mol NaN 3 = 1,62 mol N 2 nrt V = = P (1,62 mol)(8,3145 J mol -1 K -1 )(299 K) (735 mm Hg) 101,325 kpa 760 mm Hg = 41,1 l

Légzsák tervezés:

5-6 Gázelegyek A tökéletes gáztörvény alkalmazható tökéletes gázok keverékére is. A legegyszerűbb az n össz használata Parciális nyomás (T és V = const.): Minden komponens akkora nyomást fejt ki mintha egyedül lenne a tartályban.

Dalton-törvény (T és V = const.) A gázelegy össznyomását a komponensek parciális nyomásainak összegezésével számíthatjuk ki. P tot = P a + P b +

Amagat-szabály (T és P = const.) A gázelegy össztérfogatát a komponensek parciális térfogatainak összegezésével számíthatjuk ki. V a = n a RT/P tot and V tot = V a + V b + V a V tot n a RT/P = tot = n tot RT/P tot n a n tot moltört n a n tot = x a P a P tot n a RT/V = tot = n tot RT/V tot n a n tot

Átlagos moláris tömeg: elegyszabály Az átlagos moláris tömeg a komponensek moltömegeiből a moltörtek arányában tevődik össze.

Az atmoszféra

Szén-14 kormeghatározás A kozmikus sugárzásból neutronok keletkeznek (légköri atomrobbantásból is) Keletkezés: A legnagyobb szén-14 koncentráció 9-15 km magasságban van: C + O 2 = CO 2, Bomlás: t1/2 = 5730 év 1960 kémiai Nobel díj: Willard Frank Libby

Átlagos moláris tömeg?

Vízgőz nyomás P tot = P bar = P gas + P H 2O(t) hőmérséklet függő

A levegő relatív páratartalma n H 2O P H 2O a levegőben. Relatív páratartalom= P H2O (mért) P H 2O (max) 100%

5-7 Kinetikus gázelmélet A tökéletes (ideális) gáz közelítései: A részecskék pontszerű tömegek, amelyek egyenes vonalú egyenletes mozgást végeznek. A részecskék között távolság nagy. Az ütközések rugalmasak, rövidek. Nincs kölcsönhatás a részecskék között. A gáz teljes energiája állandó marad.

Nyomás az ütközések eredménye Kinetikus energia, Ütközési gyakoriság, Ek v 1 mv 2 N V 2 Impulzus, mv A nyomás (P) arányos az impulzus és az ütközési gyakoriság szorzatával P~ N V 2 mv

Nyomás és a sebesség 3 dimenzóban: P 1 3 N V mu 2 u m sebesség modulusz u av átlagsebesség u rms 2 u

Nyomás 1 mol: PV=RT ezért: N A m = M: 1 PV N 3 3RT N A A 3RT Mu mu mu 2 2 2 átrendezve: u 3RT M

A molekulák sebességeloszlása 3RT u átlag M

Molekula sebességeloszlás meghatározása

Hőmérséklet Rendezzük át: PV 1 2 2 1 N Amu N A( mu 2 3 3 2 ) PV=RT ezért: Fejezzük ki E k -t: RT E k 2 3 3 2 N R N A A E T k Az átlagos kinetikus energia egyenesen arányos a hőmérséklettel!

Gázok kinetikus tulajdonságai Diffúzió Sebessége arányos a molekulák sebességével. Effúzió Összefügg a diffúzióval.

5-8 Reális gázok Tökéletes gázok esetében: PV/nRT = 1 Reális gázok eltérnek ettől (T kicsi, P nagy): PV/nRT > 1 - a molekula térfogat nem elhanyagolható. PV/nRT < 1 vonzó kölcsönhatások.

van der Waals gázok normál állapotban P 0 = 1 atm, és T = 0 C Gáz V (dm3) He 22.436 Ne 22.421 H2 22.429 CO2 22.295 H2O 22.199