Objętość gazu w dowolnych warunkach ciśnienia i temperatury

LCH 2 Zajęcia nr 33
1.
Objętośd gazu w dowolnych warunkach ciśnienia i temperatury.
Stan gazu doskonałego opisują trzy parametry: ciśnienie (p), objętośd (V) i temperatura
bezwzględna (T). Przy stałej ilości gazu, wyrażonej liczbą cząsteczek, lub liczbą moli
można powiedzied, że:
Wartośd ta jest wprost proporcjonalna do ilości substancji. Po wprowadzeniu
odpowiedniego współczynnika proporcjonalności czyli stałej gazowej R otrzymujemy
równanie stanu gazu doskonałego (równanie Clapeyrona):
p – ciśnienie Pa lub hPa
V – objętośd dm3 lub m3
n – liczba moli
T – temperatura w K
R – stała gazowa
lub
Stała ta liczbowo równa jest pracy wykonanej przez 1 mol gazu doskonałego, ogrzanego
izobarycznie o 1 K.
Zależnośd ta pozwala na obliczenie objętości danej ilości gazu w dowolnych warunkach
ciśnienia i temperatury.
2.
Przykład: Jaką objętośd zajmie tlenek węgla(IV), otrzymany w wyniku spalenia 20g węgla
w temperaturze 500°C pod ciśnieniem normalnym?
Dane:
mC = 20 g;
p = 1013 hPa
t = 500°C ==> T = 773 K
Rozwiązanie:
Wyprowadzamy wzór na objętośd z równania Clapeyrona:
Ze wzoru wynika, że do rozwiązania potrzebna jest liczba moli CO2 powstałego w wyniku
reakcji:
12g (1 mol) ---------- 1 mol CO2
20 g
---------- x moli
Więc:
Odpowiedź: Tlenek węgla(IV) otrzymany w tej reakcji zajmie w podanych warunkach
105,7 dm3.