GASNO STANJEhttp://www.ffh.bg.ac.rs/geografi_fh_procesi.html

AGREGATNA STANJA MATERIJE

etiri agregatna stanja materije na osnovu stepena ureenosti, tj. odnosa termalne energije estica i energije meumolekulskih inetrakcija: gasovito teno vrsto plazma Veina supstancija se moe jednovremeno pojaviti u vie agregatnih stanja. Postojanje datog agregatnog stanja ili prelazak sistema iz jednog u drugo, generalno zavisi od temperature T, pritiska P, kao i prirode sistema.

Gasno stanje: idealno realno

gasno - neznatan intezitet privlanih sila izmeu estica u datoj zapremini pa se estice slobodno i haotino kreu kroz masu gasa. teno - meuestine privlane sile su znatno izraenije nego kod gasova. Meutim, one ne spreavaju da se estice neprekidno kreu kroz masu tenosti, ali uslovljavaju da se one nalaze u kontaktnom okruenju jedne u odnosu na druge. Zbog toga tenosti imaju konstantu zapreminu V, ali ne i oblik. vrsto - meuestine privlane sile su toliko jake da prouzrokuju praktino stalnost kontaktnog okruenja estica. Preovlaujue kretanje estica je oscilovanje unutar datog prostora ogranienog drugim, njima okruujuim, esticama. Zbog toga supstancije u vrstom stanju imaju stalnost oblika i zapremine. plazma posebno stanje supstancije kada postoje kao entiteti samo pozitivna atomska jezgra i elektroni.

Parametri stanjaPritisak P

JedinicePascal, Pa atmosfera, 1 atm = 101 325 Pa 1 bar = 105 Pa 1 mm Hg = 133,322 Pa m3

Zapremina V 1 l = 10-3 m3 Temperatura T Koliina supstance (broj molova n)5

Kelvin, K mol

IDEALNO GASNO STANJE

zapremina estica zanemarljiva u odnosu na zapreminu suda

nema interakcija izmeu estica

estice se kreu haotino

neelastini sudar elastini sudar

X

IDEALNO GASNO STANJEIdealan gas je zamiljeni gas, u kome je zapremina estica gasa beskonano mala u odnosu na ukupnu zapreminu gasa (masa estice je skoncentrisana u jednoj taki) i meuestine privlane sile su zanemarljive. Zakoni idealnog gasnog stanja: Bojl Mariotov (R. Boyle i E. Mariotte) zakon Gej - Lisakov (J. Gay - Lussac) zakon arlov (J. Charles) zakon Avogardov (A. Avogardo) zakon _________________________________________________

Jednaina idealnog gasnog stanja

ZAKONI IDEALNOG GASNOG STANJA Bojl Mariotov zakonBojl Mariotov zakon: Za gas kome se ne menja koliina n, na nekoj odreenoj temperaturi i, proizvod zapremine Vi i pritiska Pi je konstantan. PV1 = P2V2 = ... = PiVi za , n = const. 1

Robert Boyle

Izoterme idealnog gasa za razliite temperature gasa: T1 < T2 < T3

Edme Mariotte

Funkcija pritiska P idealnog gasa od zapremine V na konstantnoj temperaturi i se naziva izoterma.8

ZAKONI IDEALNOG GASNOG STANJA Gej Lisakov zakonGej - Lisakov zakon: Zapremina gasa V , pri konstantnom pritisku P gasa, linearna je funkcija temperature .V = V0 (1 + V )V0 - zapremina gasa na temperaturi = 0C v - koeficijenat irenja gasa

za P, n = const.

Joseph-Louis Gay-Lussacp2

p1

Izobare idealnog gasa za razliite pritiske gasa (p1 > p2)

Funkcija zapremine V idealnog gasa od temperature , pri konstantnom pritisku P se naziva izobara. 9

ZAKONI IDEALNOG GASNOG STANJA arlov zakonarlov zakon: pritisak gasa P, pri konstantnoj zapremini V gasa, linearna je funkcija temperature .P = P0 (1 + P )P0 - pritisak gasa na temperaturi = 0C P - koeficijenat irenja gasa

za V, n = const.

Jacques Charles

Funkcija pritiska P idealnog gasa od temperature , pri konstantnoj zapremini V, se naziva izohora.

10

Izohora za idealan gas

ZAKONI IDEALNOG GASNOG STANJA Avogardov zakon

Avogadrov zakon Jednake zapremine svih gasova na istoj temperaturi i pritisku imaju jednak broj molekula. Avogadrova konstanta NA = 6,022 x 1023 mol-1Amedeo Avogadro

Zapremina: Masa: Koliina: Pritisak: Temperatura:

STP (standardni uslovi): = 0C, p = 1 atm Vn=1 = 22,414 l mol-1 SATP (standardni ambijentalni uslovi): = 25C, p = 1 bar Vn=1 = 24,789 l mol-111

JEDNAINA IDEALNOG GASNOG STANJA

PV = nRTP pritisak gasa V zapremina gasa n broj molova gasa R univerzalna gasna konstanta, R = 8.314 J/molK T - temperatura

12

Kelvinova temperaturska skala

Temperaturska skala obrazovana od apsolutne nule temperature (- 273,15 C) kao referentne temperature. Apsolutna nula Apsolutna (Kelvin-ova) temperaturska skala Veza apsolutne temperature T i celzijusove temperature (u C): T = (273,16 + ) K13

Prikaz zavisnost pritiska P, od temperature pri konstantnoj zapremini (izohora) i zapremine V, od temperature pri konstantnom pritisku (izobara) idealnog gasa

Nula skale se pomera

Idealno gasno stanje - pregled Definicija idealnog gasnog stanja Zakoni idealnog gasnog stanja: Bojl Mariotov zakon Gej - Lisakov zakon arlov zakon Avogardov zakon Jednaina idealnog gasnog stanja Kelvinova temperaturska skala

REALNO GASNO STANJE

Meuestine interakcije

zapremina estica nije zanemarljiva u odnosu na zapreminu suda

ima interakcija izmeu estica

Xestice se kreu haotino neelastini sudar elastini sudar

Realno gasno stanje je svako stanje u kome se gasovita materija ne pokorava zakonima i jednaini idealnog gasnog stanja. U realnim gasovima, za razliku od idealnog, postoji meusobno delovanje estica ija se zapremina ne moe da zanemari kao to je to uinjeno u sluaju idealnog gasa.

Na visokim temperaturama i niskim pritiscima, estice gasa su dovoljno udaljene jedna od druge tako da sile privlaenja izmeu estica praktino postaju zanemarljive i ponaanje gasova se moe opisati zakonima koje vae za idealan gas.

Izoterme za azot (a) i vodonik (b) u poreenju sa izotermama za idealno gasno stanje

VAN DER VALSOVA JEDNAINA

a P + n 2 2 ( V nb ) = nRT V P pritisak gasa n broj molova gasa T apsolutna temperatura J. D. van der Waals V zapremina gasa R - univerzalna gasna konstanta a i b - empirijske konstante

a zavisi od prirode gasa i temperature b kovolumen, predstavlja onu zapreminu gasa ispod koje se dati gas ne moe sabiti usled postojanja realnih zapremina molekula Druge jednaine realnog gasnog stanja: Virijelna jednaina, jednaina Kamerling Onesa (Kamerlingh-Onnes) Klauzijusova (Clausius) jednaina jo oko 200 drugih jednaina17

Realno gasno stanje - pregled Definicija realnog gasnog stanja Van der Valsova jednaina Ostale jednaine realnog gasnog stanja

18