Gazning xususiyatlari

Gaz - bu shakli va hajmi aniqlanmagan materiya holatidir. Gazlar harorat, bosim va hajm kabi turli xil parametrlarga qarab o'ziga xos xususiyatlarga ega. Har bir gaz har xil bo'lsa ham, barcha gazlar shunga o'xshash holatda harakat qiladi. Ushbu o'quv qo'llanma gazlar kimyosi bilan bog'liq tushunchalar va qonunlarni ta'kidlaydi.
GAZNING XUSUSIYATLARI


Gaz bu modda holatidir. Gazni tashkil etuvchi zarralar alohida atomlardan murakkab molekulalarga qadar o'zgarishi mumkin. Gazlar bilan bog'liq ba'zi boshqa umumiy ma'lumotlar:

• 
  Gazlar idishning shakli va hajmini oladi.
  
• 
  Gazlar qattiq yoki suyuq fazalariga qaraganda kamroq zichlikka ega.
  
• 
  Gazlar qattiq yoki suyuq fazalariga qaraganda osonroq siqiladi.
  
• 
  Gazlar bir xil hajmda bo'lganda to'liq va teng ravishda aralashadi.
  
• 
  VIII guruhning barcha elementlari gazlardir. Ushbu gazlar olijanob gazlar sifatida tanilgan.
  
• 
  Xona haroratida va normal bosimda gaz bo'lgan elementlar barchasi nometalldir.
  

BOSIM
Bosim bu birlik maydoniga kuch miqdorini o'lchashdir. Gazning bosimi - bu uning tarkibidagi sirtga chiqadigan kuchning miqdori. Yuqori bosimli gazlar past bosimli gazga qaraganda ko'proq kuch sarflaydi.
SI bosim birligi - bu paskal (belgi Pa). Paskal kvadrat metrga 1 nyuton kuchiga teng. Ushbu birlik haqiqiy dunyo sharoitida gazlar bilan ishlashda juda foydali emas, ammo o'lchash va ko'paytirish mumkin bo'lgan standartdir. Vaqt o'tishi bilan ko'plab boshqa bosim birliklari paydo bo'ldi, ular asosan biz tanish bo'lgan gaz bilan bog'liq: havo. Havo bilan bog'liq muammo, bosim doimiy emas. Havo bosimi dengiz sathidan balandlikka va boshqa ko'plab omillarga bog'liq. Bosim uchun ko'plab birliklar dastlab dengiz sathidagi o'rtacha havo bosimiga asoslangan edi, ammo standartlashtirildi.

HARORAT
Harorat - bu komponent zarrachalarining energiyasi miqdori bilan bog'liq bo'lgan materiya xususiyatidir.
Ushbu energiyani o'lchash uchun bir nechta harorat shkalalari ishlab chiqilgan, ammo SI standart shkalasi Kelvin harorat shkalasi. Boshqa ikkita umumiy harorat shkalasi Farengeyt (° F) va Selsiy (° C) shkalalari.
Kelvin shkalasi mutlaq harorat shkalasi bo'lib, deyarli barcha gaz hisob-kitoblarida qo'llaniladi. Gaz muammolari bilan ishlashda harorat ko'rsatkichlarini Kelvinga o'zgartirish muhimdir.
Harorat shkalasi orasidagi konversiya formulalari:
K = ° C + 273,15
° C = 5/9 (° F - 32)
° F = 9/5 ° C + 32
STP - STANDART HARORAT VA BOSIM
STP standart harorat va bosimni anglatadi. Bu 273 K (0 ° C) bosimdagi 1 atmosferadagi sharoitlarni anglatadi. STP odatda gazlar zichligi hisob-kitoblarida yoki standart holatlar bilan bog'liq bo'lgan boshqa holatlarda qo'llaniladi.
STPda bir mol ideal gaz 22,4 L hajmni egallaydi.

DALTONNING QISMAN BOSIM QONUNI
Dalton qonunida aytilishicha, gazlar aralashmasining umumiy bosimi faqat komponentli gazlarning barcha individual bosimlarining yig'indisiga teng.
P_jami = P_{Gaz 1} + P_{Gaz 2} + P_{Gaz 3} + ...
Komponent gazining individual bosimi gazning qisman bosimi deb nomlanadi. Qisman bosim formula bo'yicha hisoblanadi
P_i = X_iP_jami
qayerda
P_i = individual gazning qisman bosimi
P_jami = umumiy bosim
X_i = individual gazning mol ulushi
Mol fraksiyasi, X_i, individual gazning mol sonini aralash gazning mollarning umumiy soniga bo'lish yo'li bilan hisoblanadi.

AVOGADRONING GAZ QONUNI
Avogadro qonunida aytilishicha, gazning bosimi va harorati doimiy bo'lganda gazning miqdori molning gaz miqdoriga to'g'ridan to'g'ri mutanosibdir. Asosan: gaz hajmi bor. Ko'proq gaz qo'shing, agar bosim va harorat o'zgarmasa, gaz ko'proq hajmga ega bo'ladi.
V = kn
qayerda
V = hajm k = doimiy n = mollarning soni
Avogadro qonunini ham shunday ifodalash mumkin
V_i/ n_i = V_f/ n_f
qayerda
V_i va V_f dastlabki va oxirgi jildlardir
n_i va n_f mollarning boshlang'ich va oxirgi soni


BOYLNING GAZ QONUNI

Boylning gaz qonunida aytilishicha, gazning harorati doimiy ravishda ushlab turilganda bosimga teskari proporsionaldir.
P = k / V
qayerda
P = bosim
k = doimiy
V = ovoz
Boyl qonunini quyidagicha ifodalash mumkin
P_iV_i = P_fV_f
bu erda P_i va P_f boshlang'ich va yakuniy bosim V_i va V_f boshlang'ich va oxirgi bosimdir
Tovush hajmi oshgani sayin bosim kamayadi yoki hajm kamayganda bosim ham oshadi.
CHARLZNING GAZ QONUNI
Charlzning gaz qonunida aytilishicha, bosim doimiy bosimdagi gazning mutlaq haroratiga mutanosib.
V = kT
qayerda
V = ovoz
k = doimiy
T = mutlaq harorat
Charlz qonuni ham shunday ifodalanishi mumkin
V_i/ T_i = V_f/ T_i
bu erda V_i va V_f boshlang'ich va oxirgi jildlardir
T_i va T_f boshlang'ich va oxirgi mutlaq haroratdir
Agar bosim doimiy ravishda ushlab turilsa va harorat ko'tarilsa, gaz hajmi oshadi. Gaz salqinlashganda hajm kamayadi.

GAY-LUSSAKNING GAZ QONUNI
Gay-Lussakning gaz qonunida aytilishicha, gazning bosimi muttasil haroratga mutanosib ravishda, uning hajmi doimiy ravishda ushlab turiladi.
P = kT
qayerda
P = bosim
k = doimiy
T = mutlaq harorat
Gay-Lussak qonuni ham shunday ifodalanishi mumkin
P_i/ T_i = P_f/ T_i
bu erda P_i va P_f boshlang'ich va oxirgi bosimdir
T_i va T_f boshlang'ich va oxirgi mutlaq haroratdir
Agar harorat ko'tarilsa, hajm doimiy ravishda ushlab turilsa, gaz bosimi ortadi. Gaz salqinlashganda bosim kamayadi.
IDEAL GAZ QONUNI YOKI BIRLASHTIRILGAN GAZ QONUNI

Kombinatsiyalangan gaz qonuni deb ham nomlanuvchi ideal gaz qonuni oldingi gaz qonunlaridagi barcha o'zgaruvchilarning yig'indisidir. Ideal gaz qonuniyati formula bilan ifodalanadi
PV = nRT
qayerda
P = bosim
V = ovoz
n = mol gazlarining soni
R = ideal gaz doimiysi
T = mutlaq harorat
R ning qiymati bosim, hajm va harorat birliklariga bog'liq.
R = 0.0821 litr · atm / mol · K (P = atm, V = L va T = K)
R = 8.3145 J / mol · K (Bosimning x hajmi energiya, T = K)
R = 8.2057 m³· Atm / mol · K (P = atm, V = kubometr va T = K)
R = 62.3637 L · Torr / mol · K yoki L · mmHg / mol · K (P = torr yoki mmHg, V = L va T = K)
Ideal gaz qonuni normal sharoitda gazlar uchun yaxshi ishlaydi. Noqulay sharoitlar yuqori bosimni va juda past haroratni o'z ichiga oladi.

GAZLARNING KINETIK NAZARIYASI
Gazlarning kinetik nazariyasi ideal gazning xususiyatlarini tushuntirish uchun namuna. Model to'rtta asosiy taxminlarni amalga oshiradi:

1. 
   Gazni tashkil etadigan alohida zarrachalar hajmi gazning hajmiga solishtirganda ahamiyatsiz deb hisoblanadi.
   
2. 
   Zarralar doimo harakatda. Zarrachalar va idishning chegaralari o'rtasida to'qnashuvlar gazning bosimiga olib keladi.
   
3. 
   Shaxsiy gaz zarralari bir-biriga hech qanday kuch bermaydi.
   
4. 
   Gazning o'rtacha kinetik energiyasi gazning mutlaq haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Gazlar aralashmasidagi ma'lum bir haroratdagi gazlar o'rtacha kinetik energiyaga ega bo'ladi.
   

Gazning o'rtacha kinetik energiyasi quyidagi formula bilan ifodalanadi:
KE_xiyobon = 3RT / 2
qayerda
KE_xiyobon = o'rtacha kinetik energiya R = ideal gaz doimiysi
T = mutlaq harorat
Shaxsiy gaz zarralarining o'rtacha tezligi yoki ildizning o'rtacha tezligi formuladan foydalanib topilishi mumkin
v_rms = [3RT / M]^1/2
qayerda
v_rms = o'rtacha yoki ildiz o'rtacha kvadrat tezligi
R = ideal gaz doimiysi
T = mutlaq harorat
M = molyar massa

GAZNING ZICHLIGI
Ideal gazning zichligini formula bo'yicha hisoblash mumkin
ρ = PM / RT
qayerda
ρ = zichlik
P = bosim
M = molyar massa
R = ideal gaz doimiysi
T = mutlaq harorat
GREMNING DIFFUZIYA VA EFÜZYON QONUNI
Graham qonuni gazning tarqalish yoki tarqalish tezligini atadi, gazning molyar massasining kvadrat ildiziga teskari proporsional.
r (M)^1/2 = doimiy
qayerda
r = tarqalish yoki efüzyon tezligi
M = molyar massa
Formuladan foydalangan holda ikkita gazning stavkalari bir-biri bilan taqqoslanishi mumkin
r₁/ r₂ = (M₂)^1/2/ (M₁)^1/2

HAQIQIY GAZLAR
Ideal gaz qonuni haqiqiy gazlarning xatti-harakati uchun yaxshi taxmindir. Ideal gaz qonunida bashorat qilingan qiymatlar odatda real dunyo qiymatlarining 5% atrofida bo'ladi. Gazning bosimi juda yuqori yoki harorat juda past bo'lganda ideal gaz qonuni muvaffaqiyatsiz bo'ladi. Van der Waals tenglamasi ideal gaz qonuniga ikkita modifikatsiyani o'z ichiga oladi va haqiqiy gazlarning xatti-harakatlarini taxmin qilish uchun ishlatiladi.
Van der Waals tenglamasi
(P + an²/ V²) (V - nb) = nRT
qayerda
P = bosim
V = ovoz
a = gazga xos bo'lgan doimiy tuzatish bosimi
b = gazga xos bo'lgan doimiy tuzatish doimiyligi
n = mol gazlarining miqdori
T = mutlaq harorat
Van der Waals tenglamasi molekulalar orasidagi o'zaro ta'sirni hisobga olish uchun bosim va hajmni tuzatishni o'z ichiga oladi. Ideal gazlardan farqli o'laroq, haqiqiy gazning alohida zarralari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi va aniq hajmga ega. Har bir gaz har xil bo'lgani uchun, har bir gaz o'z tuzatishga ega va van der Waals tenglamasida a va b qiymatlari mavjud.