Vm-ը նորմալի մոլային ծավալն է: Ի՞նչ է մոլեկուլային ֆիզիկան. թվերի բանաձևերը և գազի մոլային զանգվածը

Նյութի 1 մոլ զանգվածը կոչվում է մոլային զանգված։ Ի՞նչ է կոչվում 1 մոլ նյութի ծավալը: Ակնհայտ է, որ այն կոչվում է նաև մոլային ծավալ:

Ինչին հավասար է մոլային ծավալըջուր? Երբ մենք չափեցինք 1 մոլ ջուր, մենք կշեռքի վրա 18 գ ջուր չէինք կշռում, դա անհարմար է: Օգտագործում էինք չափիչ պարագաներ՝ գլան կամ բաժակ, քանի որ գիտեինք, որ ջրի խտությունը 1 գ/մլ է։ Հետեւաբար ջրի մոլային ծավալը 18 մլ/մոլ է։ Հեղուկների և պինդ մարմինների համար մոլային ծավալը կախված է դրանց խտությունից (նկ. 52, ա): Մեկ այլ բան գազերի համար (նկ. 52, բ):

Բրինձ. 52.
Մոլային ծավալներ (n.a.):
ա - հեղուկներ և պինդ նյութեր; բ - գազային նյութեր

Եթե ​​վերցնենք 1 մոլ ջրածին H 2 (2 գ), 1 մոլ թթվածին O 2 (32 գ), 1 մոլ օզոն O 3 (48 գ), 1 մոլ ածխածնի երկօքսիդ CO 2 (44 գ) և նույնիսկ 1. մոլ ջրի գոլորշի H 2 O (18 գ) նույն պայմաններում, օրինակ՝ նորմալ (քիմիիայում ընդունված է նորմալ պայմաններ անվանել 0 ° C ջերմաստիճան և 760 մմ Hg ճնշում, կամ 101,3): կՊա), ստացվում է, որ գազերից որևէ մեկի 1 մոլը կզբաղեցնի նույն ծավալը՝ հավասար 22,4 լիտրի, և կպարունակի նույն թվով մոլեկուլներ՝ 6 × 10 23։

Իսկ եթե վերցնենք 44,8 լիտր գազ, ապա դրա նյութից որքա՞ն կվերցվի։ Իհարկե, 2 մոլ, քանի որ տրված ծավալը կրկնակի է մոլային ծավալից։ Հետևաբար.

որտեղ V-ը գազի ծավալն է։ Այստեղից

Մոլային ծավալը ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է նյութի ծավալի և նյութի քանակի հարաբերությանը:

Գազային նյութերի մոլային ծավալը արտահայտվում է լ/մոլով։ Vm - 22,4 լ/մոլ. Մեկ կիլոմոլի ծավալը կոչվում է կիլոմոլար և չափվում է մ 3 / կմոլ (Vm = 22,4 մ 3 / կմոլ): Համապատասխանաբար, միլիմոլային ծավալը կազմում է 22,4 մլ/մմոլ։

Առաջադրանք 1. Գտե՛ք 33,6 մ 3 ամոնիակի NH 3 (ն.ա.) զանգվածը։

Առաջադրանք 2. Գտե՛ք այն զանգվածը և ծավալը (ն.ս.), որն ունի 18 × 10 20 մոլեկուլ ջրածնի սուլֆիդի H 2 S:

Խնդիրը լուծելիս ուշադրություն դարձնենք 18 × 10 20 մոլեկուլների թվին։ Քանի որ 10 20-ը 1000 անգամ փոքր է 10 23-ից, ակնհայտ է, որ հաշվարկները պետք է կատարվեն մմոլ, մլ/մմոլ և մգ/մմոլ օգտագործմամբ:

Հիմնաբառեր և արտահայտություններ

1. Գազերի մոլային, միլիմոլային և կիլոմոլային ծավալներ։
2. Գազերի մոլային ծավալը (նորմալ պայմաններում) 22,4 լ/մոլ է։
3. Նորմալ պայմաններ.

Աշխատեք համակարգչի հետ

1. Տե՛ս էլեկտրոնային հայտը։ Ուսումնասիրեք դասի նյութը և կատարեք առաջարկված առաջադրանքները:
2. Ինտերնետում փնտրեք էլփոստի հասցեներ, որոնք կարող են ծառայել որպես լրացուցիչ աղբյուրներ, որոնք բացահայտում են պարբերության հիմնաբառերի և արտահայտությունների բովանդակությունը: Առաջարկեք ուսուցչին ձեր օգնությունը նոր դաս պատրաստելու հարցում. պատրաստեք հաղորդագրություն հիմնաբառերև արտահայտությունները հաջորդ պարբերության մեջ:

Հարցեր և առաջադրանքներ

1. Գտե՛ք n-ի մոլեկուլների զանգվածը և թիվը: y. համար՝ ա) 11,2 լիտր թթվածին; բ) 5,6 մ 3 ազոտ; գ) 22,4 մլ քլոր.
2. Գտե՛ք այն ծավալը, որը n. y. կվերցնի՝ ա) 3 գ ջրածին; բ) 96 կգ օզոն; գ) 12 × 10 20 ազոտի մոլեկուլ.
3. Գտե՛ք արգոնի, քլորի, թթվածնի և օզոնի խտությունները (1 լիտր զանգված) n-ում: y. Յուրաքանչյուր նյութի քանի՞ մոլեկուլ կպարունակվի 1 լիտրում նույն պայմաններում:
4. Հաշվե՛ք 5 լ (ն.ա.) զանգվածը՝ ա) թթվածին; բ) օզոն; գ) ածխածնի երկօքսիդ CO 2.
5. Նշեք, թե որն է ավելի ծանր. ա) 5 լիտր ծծմբի երկօքսիդ (SO 2) կամ 5 լիտր ածխածնի երկօքսիդ (CO 2); բ) 2 լիտր ածխաթթու գազ (CO 2) կամ 3 լիտր ածխածնի երկօքսիդ(CO):

Նյութի 1 մոլի ծավալը կոչվում է մոլային ծավալ։1 մոլ ջրի մոլային զանգվածը = 18 գ/մոլ 18 գ ջուրը զբաղեցնում է 18 մլ ծավալ։ Այսպիսով, ջրի մոլային ծավալը 18 մլ է: 18 գ ջուրը զբաղեցնում է 18 մլ-ի ծավալ, քանի որ. ջրի խտությունը 1 գ/մլ է ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ. Մոլային ծավալը կախված է նյութի խտությունից (հեղուկների և պինդ մարմինների համար):

1 մոլ ցանկացած գազ նորմալ պայմաններում զբաղեցնում է նույն ծավալը, որը հավասար է 22,4 լիտրի։ Նորմալ պայմանները և դրանց նշանակումները n.o.s. (0 0 С և 760 մմ Hg; 1 ատմ.; 101,3 կՊա): 1 մոլ նյութի քանակով գազի ծավալը կոչվում է մոլային ծավալ և նշանակում՝ V մ

Խնդրի լուծում Խնդիր 1 Տրված է՝ V(NH 3) n.o.s. \u003d 33,6 մ 3 Գտեք՝ m -? Լուծում. 1. Հաշվեք ամոնիակի մոլային զանգվածը՝ M (NH 3) \u003d \u003d 17 կգ / կմոլ

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ 1. Նյութի 1 մոլի ծավալը կոչվում է մոլային ծավալ V m 2: Հեղուկ և պինդ նյութերի մոլային ծավալը կախված է դրանց խտությունից 3. V m = 22.4 լ/մոլ 4. Նորմալ պայմաններ (n.o.): և ճնշում 760 մմ ս.ս. կամ 101,3 կ Պա 5: Գազային նյութերի մոլային ծավալը արտահայտվում է լ/մոլ, մլ/մմոլ,

Միավորների միջազգային համակարգի (SI) հիմնական միավորներից է նյութի քանակի միավորը մոլն է։

խալ – սա նյութի այնպիսի քանակություն է, որը պարունակում է տվյալ նյութի նույնքան կառուցվածքային միավորներ (մոլեկուլներ, ատոմներ, իոններ և այլն), որքան ածխածնի ատոմներ կան ածխածնի իզոտոպի 0,012 կգ (12 գ) մեջ։ 12 Հետ .

Հաշվի առնելով, որ ածխածնի բացարձակ ատոմային զանգվածի արժեքը կազմում է մ(C) \u003d 1,99 10  26 կգ, կարող եք հաշվարկել ածխածնի ատոմների քանակը Ն ԲԱՅՑպարունակվում է 0,012 կգ ածխածնի մեջ։

Ցանկացած նյութի մոլը պարունակում է այս նյութի նույնքան մասնիկներ (կառուցվածքային միավորներ): Մեկ մոլի քանակով նյութում պարունակվող կառուցվածքային միավորների թիվը 6,02 10 է։ 23 և կանչեց Ավոգադրոյի համարը (Ն ԲԱՅՑ ).

Օրինակ՝ պղնձի մեկ մոլը պարունակում է 6,02 10 23 պղնձի ատոմ (Cu), իսկ ջրածնի մեկ մոլը (H 2) պարունակում է 6,02 10 23 ջրածնի մոլեկուլ։

մոլային զանգված(Մ) 1 մոլ քանակով վերցված նյութի զանգվածն է։

Մոլային զանգվածը նշվում է M տառով և ունի [g/mol] միավոր։ Ֆիզիկայի մեջ օգտագործվում է [կգ/կմոլ] չափը։

Ընդհանուր դեպքում նյութի մոլային զանգվածի թվային արժեքը թվայինորեն համընկնում է նրա հարաբերական մոլեկուլային (հարաբերական ատոմային) զանգվածի արժեքի հետ։

Օրինակ, ջրի հարաբերական մոլեկուլային քաշը հետևյալն է.

Mr (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18 a.u.

Ջրի մոլային զանգվածն ունի նույն արժեքը, բայց արտահայտվում է գ/մոլով.

M (H 2 O) = 18 գ/մոլ.

Այսպիսով, 6,02 10 23 ջրի մոլեկուլ պարունակող ջրի մոլը (համապատասխանաբար 2 6,02 10 23 ջրածնի ատոմ և 6,02 10 23 թթվածնի ատոմ) ունի 18 գրամ զանգված։ 1 մոլ ջուրը պարունակում է 2 մոլ ջրածնի ատոմ և 1 մոլ թթվածնի ատոմ։

1.3.4. Նյութի զանգվածի և դրա քանակի միջև կապը

Իմանալով նյութի զանգվածը և նրա քիմիական բանաձևը, հետևաբար նրա մոլային զանգվածի արժեքը՝ կարելի է որոշել նյութի քանակը և, ընդհակառակը, իմանալով նյութի քանակությունը, կարելի է որոշել դրա զանգվածը։ Նման հաշվարկների համար դուք պետք է օգտագործեք բանաձևերը.

որտեղ ν նյութի քանակն է, [mol]; մնյութի զանգվածն է՝ [g] կամ [kg]; M-ը նյութի մոլային զանգվածն է՝ [g/mol] կամ [kg/kmol]:

Օրինակ՝ նատրիումի սուլֆատի (Na 2 SO 4) զանգվածը 5 մոլի չափով գտնելու համար մենք գտնում ենք.

1) Na 2 SO 4 հարաբերական մոլեկուլային քաշի արժեքը, որը հարաբերական ատոմային զանգվածների կլորացված արժեքների գումարն է.

Mr (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,

2) նյութի մոլային զանգվածի արժեքը թվայինորեն հավասար է դրան.

M (Na 2 SO 4) = 142 գ/մոլ,

3) և, վերջապես, 5 մոլ նատրիումի սուլֆատի զանգված.

m = ν Մ = 5 մոլ 142 գ/մոլ = 710 գ

Պատասխան՝ 710։

1.3.5. Նյութի ծավալի և դրա քանակի միջև կապը

Նորմալ պայմաններում (n.o.), այսինքն. ճնշման տակ Ռ , հավասար է 101325 Պա (760 մմ Hg), և ջերմաստիճանը Տ, հավասար է 273,15 Կ (0 С), տարբեր գազերի և գոլորշիների մեկ մոլը զբաղեցնում է նույն ծավալը՝ հավասար. 22,4 լ.

Այն ծավալը, որը զբաղեցնում է 1 մոլ գազը կամ գոլորշին n.o.-ում կոչվում է մոլային ծավալըգազ և ունի մեկ մոլի մեկ լիտր չափ:

V մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ:

Իմանալով գազային նյութի քանակությունը (ն ) և մոլային ծավալի արժեքը (V մոլ) Դուք կարող եք հաշվարկել դրա ծավալը (V) նորմալ պայմաններում.

V = ν V մոլ,

որտեղ ν նյութի քանակն է [մոլ]; V-ը գազային նյութի ծավալն է [l]; V մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ:

Ընդհակառակը, իմանալով ծավալը ( Վ) գազային նյութի նորմալ պայմաններում կարող եք հաշվարկել դրա քանակը (ν) :

Մոլեկուլային ֆիզիկան ուսումնասիրում է մարմինների հատկությունները՝ առաջնորդվելով առանձին մոլեկուլների վարքով։ Բոլոր տեսանելի գործընթացները տեղի են ունենում ամենափոքր մասնիկների փոխազդեցության մակարդակում, այն, ինչ մենք տեսնում ենք անզեն աչքով, միայն այս նուրբ խորը կապերի հետևանքն է:

հետ կապի մեջ

Հիմնական հասկացություններ

Մոլեկուլային ֆիզիկան երբեմն դիտվում է որպես թերմոդինամիկայի տեսական ընդլայնում։ Առաջանալով շատ ավելի վաղ՝ թերմոդինամիկան զբաղվում էր աշխատանքի մեջ ջերմության փոխանցման ուսումնասիրությամբ՝ հետապնդելով զուտ գործնական նպատակներ։ Նա տեսական հիմնավորում չի ներկայացրել՝ նկարագրելով միայն փորձերի արդյունքները։ Մոլեկուլային ֆիզիկայի հիմնական հասկացությունները ի հայտ են եկել ավելի ուշ՝ 19-րդ դարում։

Այն ուսումնասիրում է մարմինների փոխազդեցությունը մոլեկուլային մակարդակում՝ առաջնորդվելով վիճակագրական մեթոդով, որը որոշում է նվազագույն մասնիկների՝ մոլեկուլների քաոսային շարժումների օրինաչափությունները։ Մոլեկուլային ֆիզիկան և թերմոդինամիկան լրացնում են միմյանց,դիտարկելով գործընթացները տարբեր տեսանկյուններից: Միևնույն ժամանակ, թերմոդինամիկան չի վերաբերում ատոմային գործընթացներին, որոնք գործ ունեն միայն մակրոսկոպիկ մարմինների հետ, մինչդեռ մոլեկուլային ֆիզիկան, ընդհակառակը, ցանկացած գործընթաց դիտարկում է հենց առանձին կառուցվածքային միավորների փոխազդեցության տեսանկյունից։

Բոլոր հասկացությունները և գործընթացները ունեն իրենց նշանակումները և նկարագրվում են հատուկ բանաձևերով, որոնք առավել հստակ ներկայացնում են որոշակի պարամետրերի փոխազդեցությունն ու կախվածությունը միմյանցից: Գործընթացներն ու երեւույթները հատվում են իրենց դրսևորումներով, տարբեր բանաձևեր կարող են պարունակել նույն մեծությունները և արտահայտվել տարբեր ձևերով։

Նյութի քանակությունը

Նյութի քանակությունը որոշում է (զանգվածի) և մոլեկուլների քանակի միջև կապը, որը պարունակում է այս զանգվածը: Փաստն այն է, որ նույն զանգվածով տարբեր նյութեր ունեն տարբեր թիվնվազագույն մասնիկներ. Մոլեկուլային մակարդակում տեղի ունեցող գործընթացները կարելի է հասկանալ միայն փոխազդեցության մեջ ներգրավված ատոմային միավորների թիվը հաշվի առնելով: Նյութի քանակի չափման միավոր,ընդունված SI համակարգում, - մոլ.

Ուշադրություն.Մեկ մոլը միշտ պարունակում է նույն քանակությամբ նվազագույն մասնիկներ: Այս թիվը կոչվում է Ավոգադրոյի թիվ (կամ հաստատուն) և հավասար է 6,02×1023-ի։

Այս հաստատունն օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ հաշվարկները պահանջում են հաշվի առնել տվյալ նյութի մանրադիտակային կառուցվածքը։ Մոլեկուլների քանակի հետ գործ ունենալը դժվար է, քանի որ դուք պետք է աշխատեք հսկայական թվերով, ուստի օգտագործվում է խլուրդը՝ մի թիվ, որը որոշում է մասնիկների քանակը մեկ միավորի զանգվածի վրա:

Նյութի քանակությունը որոշելու բանաձևը.

Նյութի քանակի հաշվարկն իրականացվում է ք տարբեր առիթներ, օգտագործվում է բազմաթիվ բանաձևերում և կարևոր արժեք է մոլեկուլային ֆիզիկայում։

Գազի ճնշում

Գազի ճնշումը կարևոր մեծություն է, որն ունի ոչ միայն տեսական, այլև գործնական արժեք. Դիտարկենք մոլեկուլային ֆիզիկայում օգտագործվող գազի ճնշման բանաձևը՝ ավելի լավ հասկանալու համար անհրաժեշտ բացատրություններով:

Բանաձևը ձևակերպելու համար պետք է որոշ պարզեցումներ արվեն։ Մոլեկուլները բարդ համակարգեր ենունենալով բազմաստիճան կառուցվածք. Պարզության համար հաշվի առեք գազի մասնիկներորոշակի նավի մեջ որպես առաձգական միատարր գնդիկներ, որոնք միմյանց հետ չեն փոխազդում (իդեալական գազ):

Նվազագույն մասնիկների շարժման արագությունը նույնպես կենթադրվի նույնը։ Ներկայացնելով այնպիսի պարզեցումներ, որոնք այնքան էլ չեն փոխում իրական իրավիճակը, մենք կարող ենք ստանալ հետևյալ սահմանումը. գազի ճնշումը անոթների պատերի վրա գազի մոլեկուլների ազդեցության ուժն է:

Միևնույն ժամանակ, հաշվի առնելով տարածության եռաչափությունը և յուրաքանչյուր հարթության երկու ուղղությունների առկայությունը, հնարավոր է պատերի վրա գործող կառուցվածքային միավորների քանակը սահմանափակել որպես 1/6 մաս:

Այսպիսով, ի մի բերելով այս բոլոր պայմաններն ու ենթադրությունները, մենք կարող ենք եզրակացնել Գազի ճնշման բանաձեւը իդեալական պայմաններում.

Բանաձևն այսպիսի տեսք ունի.

որտեղ P - գազի ճնշում;

n-ը մոլեկուլների կոնցենտրացիան է;

K - Բոլցմանի հաստատուն (1.38×10-23);

Ek - գազի մոլեկուլներ.

Բանաձևի մեկ այլ տարբերակ կա.

P = nkT,

որտեղ n-ը մոլեկուլների կոնցենտրացիան է.

T-ը բացարձակ ջերմաստիճանն է:

Գազի ծավալի բանաձև

Գազի ծավալը նրա զբաղեցրած տարածությունն է տրված քանակովգազ որոշակի պայմաններում. Ի տարբերություն պինդ նյութերունենալով մշտական ​​ծավալ՝ գործնականում անկախ շրջակա միջավայրի պայմաններից, Գազը ճնշումով կարող է փոխել ծավալըկամ ջերմաստիճանը:

Գազի ծավալի բանաձևը Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարումն է, որն ունի հետևյալ տեսքը.

PV=nRT

որտեղ P - գազի ճնշում;

V-ը գազի ծավալն է;

n-ը գազի մոլերի թիվն է.

R-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է.

T-ը գազի ջերմաստիճանն է:

Պարզ փոխարկումներով մենք ստանում ենք գազի ծավալի բանաձևը.

Կարևոր!Ավոգադրոյի օրենքի համաձայն, ցանկացած գազերի հավասար ծավալները, որոնք տեղադրված են ճիշտ նույն պայմաններում՝ ճնշում, ջերմաստիճան, միշտ կպարունակեն հավասար քանակությամբ նվազագույն մասնիկներ:

Բյուրեղացում

Բյուրեղացումը նյութի փուլային անցումն է հեղուկից պինդ վիճակի, այսինքն. հալման հակառակ գործընթացը. Բյուրեղացման գործընթացը տեղի է ունենում ջերմության արտանետմամբ, որը պահանջվում է հեռացնել նյութից։ Ջերմաստիճանը համընկնում է հալման կետի հետ, ամբողջ գործընթացը նկարագրվում է բանաձևով.

Q = λm,

որտեղ Q-ը ջերմության քանակն է.

λ - միաձուլման ջերմություն;

Այս բանաձևը նկարագրում է և՛ բյուրեղացումը, և՛ հալումը, քանի որ դրանք, ըստ էության, նույն գործընթացի երկու կողմերն են: Որպեսզի նյութը բյուրեղանա, պետք է սառչել մինչև հալման ջերմաստիճանը:, իսկ հետո հանել զանգվածի արտադրյալին հավասար ջերմության քանակությունը և հատուկ ջերմությունհալման կետ (λ). Բյուրեղացման ընթացքում ջերմաստիճանը չի փոխվում։

Այս տերմինը հասկանալու մեկ այլ տարբերակ կա՝ բյուրեղացում գերհագեցած լուծույթներից: Այս դեպքում անցման պատճառը ոչ միայն որոշակի ջերմաստիճանի ձեռքբերումն է, այլեւ լուծույթի հագեցվածության աստիճանը որոշակի նյութով։ Վրա որոշակի փուլլուծված մասնիկների թիվը դառնում է չափազանց մեծ, ինչը հանգեցնում է փոքր միայնակ բյուրեղների ձևավորմանը: Նրանք միացնում են լուծույթից մոլեկուլները՝ առաջացնելով շերտ առ շերտ աճ։ Կախված աճի պայմաններից՝ բյուրեղները տարբեր ձևեր ունեն։

Մոլեկուլների քանակը

Ամենահեշտն է որոշել նյութի տվյալ զանգվածում պարունակվող մասնիկների քանակը՝ օգտագործելով հետևյալ բանաձևը.

Հետևում է, որ մոլեկուլների թիվը հավասար է.

Այսինքն՝ անհրաժեշտ է առաջին հերթին որոշել նյութի քանակությունը որոշակի զանգվածի վրա։ Այնուհետև այն բազմապատկվում է Ավոգադրոյի թվով, որի արդյունքում ստացվում է կառուցվածքային միավորների քանակը։ Միացությունների համար հաշվարկն իրականացվում է բաղադրիչների ատոմային զանգվածի գումարման միջոցով։ Դիտարկենք մի պարզ օրինակ.

Որոշե՛ք ջրի մոլեկուլների քանակը 3 գրամում։ Բանաձևը (H2O) պարունակում է երկու ատոմ և մեկ . Գեներալ ատոմային քաշըջրի նվազագույն մասնիկը կլինի՝ 1 + 1 + 16 \u003d 18 գ / մոլ:

Նյութի քանակությունը 3 գրամ ջրի մեջ.

Մոլեկուլների քանակը:

1/6 x 6 x 1023 = 1023:

Մոլեկուլային զանգվածի բանաձև

Մեկ մոլը միշտ պարունակում է նույն քանակությամբ նվազագույն մասնիկներ: Հետևաբար, իմանալով մոլի զանգվածը, մենք կարող ենք այն բաժանել մոլեկուլների թվի վրա (Ավոգադրոյի թիվը), որի արդյունքում ստացվում է համակարգային միավորի զանգված։

Հարկ է նշել, որ այս բանաձեւը վերաբերում է միայն անօրգանական մոլեկուլներին։ Օրգանական մոլեկուլները շատ ավելի մեծ են, դրանց մեծությունը կամ քաշը բոլորովին այլ նշանակություն ունեն։

Գազի մոլային զանգված

մոլային զանգվածն է զանգվածը կիլոգրամներով մեկ մոլ նյութի. Քանի որ մեկ մոլը պարունակում է նույն թվով կառուցվածքային միավորներ, մոլային զանգվածի բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը.

M = κ × Պրն

որտեղ k-ը համաչափության գործակիցն է.

պարոն- ատոմային զանգվածնյութեր.

Գազի մոլային զանգվածը կարելի է հաշվարկել Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարման միջոցով.

pV=mRT/M,

որտեղից կարող եք եզրակացնել.

M=mRT/pV

Այսպիսով, մոլային զանգվածգազն ուղիղ համեմատական ​​է գազի զանգվածի և ջերմաստիճանի արտադրյալին և գազի համընդհանուր հաստատունին, և հակադարձ համեմատական ​​է գազի ճնշման և դրա ծավալի արտադրյալին։

Ուշադրություն.Հարկ է նշել, որ գազի մոլային զանգվածը՝ որպես տարր, կարող է տարբերվել գազից՝ որպես նյութ, օրինակ՝ թթվածին (O) տարրի մոլային զանգվածը 16 գ/մոլ է, իսկ թթվածնի զանգվածը՝ որպես նյութ։ (O2) 32 գ/մոլ է:

ՏՀՏ-ի հիմնական դրույթները.

Ֆիզիկա 5 րոպեում - մոլեկուլային ֆիզիկա

Եզրակացություն

Մոլեկուլային ֆիզիկայի և թերմոդինամիկայի մեջ պարունակվող բանաձևերը հնարավորություն են տալիս հաշվարկել բոլոր գործընթացների քանակական արժեքները, որոնք տեղի են ունենում պինդ մարմինների և գազերի հետ: Նման հաշվարկներն անհրաժեշտ են ինչպես տեսական հետազոտություններում, այնպես էլ գործնականում, քանի որ դրանք նպաստում են գործնական խնդիրների լուծմանը։

Գազի գրամ մոլեկուլի ծավալը, ինչպես նաև գրամ մոլեկուլի զանգվածը, ածանցյալ չափման միավոր է և արտահայտվում է ծավալի միավորների՝ լիտր կամ միլիլիտր մոլի հարաբերությամբ։ Հետևաբար, գրամ-մոլեկուլային ծավալի չափը լ / մոլ կամ մլ / մոլ է: Քանի որ գազի ծավալը կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից, գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալը տատանվում է՝ կախված պայմաններից, բայց քանի որ բոլոր նյութերի գրամ մոլեկուլները պարունակում են նույն թվով մոլեկուլներ, բոլոր նյութերի գրամ մոլեկուլները նույն պայմանները զբաղեցնում են նույն ծավալը։ նորմալ պայմաններում։ = 22,4 լ/մոլ, կամ 22400 մլ/մոլ: Գազի գրամմոլեկուլային ծավալի վերահաշվարկը նորմալ պայմաններում մեկ ծավալի համար՝ արտադրության տվյալ պայմաններում։ հաշվարկվում է J-t-tr հավասարման համաձայն, որից հետևում է, որ որտեղ Vo-ն գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալն է նորմալ պայմաններում, Umol-ը գազի ցանկալի գրամ-մոլեկուլային ծավալն է: Օրինակ. Հաշվե՛ք գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալը 720 մմ ս.ս.-ով: Արվեստ. և 87°C: Որոշում. Գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալի հետ կապված ամենակարևոր հաշվարկները ա) գազի ծավալը մոլերի քանակի և գազի մեկ ծավալի մոլերի քանակի փոխակերպում. Օրինակ 1. Հաշվե՛ք, թե նորմալ պայմաններում քանի մոլ կա 500 լիտր գազի մեջ: Որոշում. Օրինակ 2. Հաշվեք 3 մոլ գազի ծավալը 27 * C 780 մմ Hg-ում: Արվեստ. Որոշում. Մենք հաշվարկում ենք գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալը նշված պայմաններում՝ V - ™ ** RP st. - 22.Ա լ / մոլ. 300 deg \u003d 94 p. -273 vrad 780 mm Hg "ap.--24" ° Հաշվել 3 մոլ ԳԱԶԻ ՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ԾԱՎԱԼԸ V \u003d 24,0 լ / մոլ 3 մոլ \u003d 72 լ զանգվածի ծավալը բ) գազի ծավալը և գազի ծավալը իր զանգվածին: Առաջին դեպքում գազի մոլերի թիվը սկզբում հաշվարկվում է դրա զանգվածից, իսկ հետո գազի ծավալը հաշվում են գտնված մոլերի քանակից։ Երկրորդ դեպքում գազի մոլերի թիվը նախ հաշվարկվում է դրա ծավալից, իսկ հետո հայտնաբերված մոլերից՝ գազի զանգվածը։ Օրինակ 1. Հաշվեք 5,5 գ ածխաթթու գազի CO * լուծույթի ծավալը (N.C.): |icoe ■= 44 գ/մոլ V = 22,4 լ/մոլ 0,125 մոլ 2,80 լ Օրինակ 2. Հաշվե՛ք 800 մլ (ն.ա.) ածխածնի օքսիդ CO-ի զանգվածը: Որոշում. | * co \u003d 28 գ/մոլ մ «28 գ/լնմ 0.036 արել * \u003d» 1.000 գ Եթե գազի զանգվածն արտահայտվում է ոչ թե գրամով, այլ կիլոգրամով կամ տոննայով, իսկ դրա ծավալը՝ ոչ լիտրով կամ միլիլիտր, բայց ներս խորանարդ մետր , ապա այս հաշվարկներին հնարավոր է երկակի մոտեցում. կա՛մ ավելի բարձր չափումները բաժանե՛ք ավելի ցածրերի, կա՛մ հայտնի է ae-ի հաշվարկը մոլեկուլներով, և՛ կիլոգրամ-մոլեկուլներով կամ տոննա մոլեկուլներով՝ օգտագործելով հետևյալ հարաբերակցությունները՝ նորմալ պայմաններում, 1։ կիլոգրամ-մոլեկուլ-22 400 լ/կմոլ , 1 տոննա մոլեկուլ՝ 22400 մ*/տմոլ. Միավորներ՝ կիլոգրամ-մոլեկուլ՝ կգ/կմոլ, տոննա մոլեկուլ՝ տ/տմոլ։ Օրինակ 1. Հաշվե՛ք 8,2 տոննա թթվածնի ծավալը: Որոշում. 1 տոննա մոլեկուլ Օա » 32 տ/տմոլ. Գտնում ենք 8,2 տոննա թթվածնում պարունակվող թթվածնի տոննա մոլեկուլների քանակը՝ 32 տ/տմոլ ** 0,1 Հաշվե՛ք 1000 -կ * ամոնիակի զանգվածը (ն.ա.)։ Որոշում. Մենք հաշվարկում ենք տոննա-մոլեկուլների քանակը ամոնիակի նշված քանակով. «-stay5JT-0,045 t/mol Հաշվել ամոնիակի զանգվածը՝ 1 տոննա մոլեկուլ NH, 17 t/mol tyv, \u003d 17 t/mol 0,045 t/ մոլ * 0,765 տ Գազային խառնուրդների հետ կապված հաշվարկի ընդհանուր սկզբունքն այն է, որ առանձին բաղադրիչների հետ կապված հաշվարկները կատարվում են առանձին, այնուհետև արդյունքներն ամփոփվում են։ Օրինակ 1. Հաշվե՛ք, թե ինչ ծավալով գազային խառնուրդ է բաղկացած 140 գ ազոտից և Նորմալ պայմաններում կզբաղեցնի 30 է ջրածին Լուծում Հաշվե՛ք խառնուրդում պարունակվող ազոտի և ջրածնի մոլերի քանակը (թիվ «= 28 u/մոլ; cn, = 2 գ/մոլ). 140 £ 30 28 գ/ մոլ W Ընդամենը 20 մոլ ԳԱԶԻ ԳՐԱՄ ՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ԾԱՎԱԼԸ Հաշվե՛ք խառնուրդի ծավալը. որի ծավալային կազմը արտահայտվում է հարաբերակցությամբ՝ /lso: /iso, = 8:3: Որոշում. Ըստ նշված բաղադրության՝ յուրաքանչյուր գազի ծավալները գտնում ենք համամասնական բաժանման եղանակով, որից հետո հաշվում ենք մոլերի համապատասխան քանակը՝ t/II l «8 Q» «11 J 8 Q Ksoe 8 + 3 8 * Va. > "a & + & * VCQM grfc - 0 "36 ^-grfc "" 0,134 jas * Հաշվարկելով! գազերից յուրաքանչյուրի զանգվածը դրանցից յուրաքանչյուրի մոլերի գտնված քանակից. 1 "co 28 գ/մոլ; jico. . \u003d 44 գ / մոլ moo "28 e! mol 0.36 mol "South tco. \u003d 44 e / zham" - 0.134 "au> - 5.9 գ Բաղադրիչներից յուրաքանչյուրի հայտնաբերված զանգվածները ավելացնելով, մենք գտնում ենք զանգվածը. խառնուրդը. գազը գրամ-մոլեկուլային ծավալով Վերևում դիտարկվել է գազի մոլեկուլային քաշը հարաբերական խտությամբ հաշվարկելու մեթոդը: Այժմ մենք կդիտարկենք գազի մոլեկուլային քաշը գրամ-մոլեկուլային ծավալով հաշվարկելու մեթոդը: Ենթադրվում է, որ գազի զանգվածը և ծավալը ուղիղ համեմատական ​​են միմյանց: Հետևում է, որ գազի ծավալը և նրա զանգվածը կապված են միմյանց հետ, քանի որ գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալը նրա գրամ-մոլեկուլային է. զանգվածը, որը մաթ որի ձևն արտահայտվում է հետևյալ կերպ՝ V_ Ushts / i (x որտեղ Un * "- գրամ-մոլեկուլային ծավալ, p - գրամ-մոլեկուլային քաշ. Ուստի _ Huiol t p? Եկեք դիտարկենք հաշվարկի տեխնիկան կոնկրետ օրինակով: «Օրինակ. 34 $ ju գազի զանգվածը 740 մմ Hg, spi և 21 ° C ջերմաստիճանում 0,604 գ է: Հաշվեք գազի մոլեկուլային քաշը: Լուծում: Լուծելու համար դուք պետք է իմանաք գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալը: Հետևաբար, նախքան հաշվարկներին անցնելը, դուք պետք է կանգ առեք գազի որոշակի գրամմոլեկուլային ծավալի վրա: Կարող եք օգտագործել գազի ստանդարտ գրամմոլեկուլային ծավալը, որը հավասար է 22,4 լ/մոլի: Այնուհետև գազի ծավալը նշված է. խնդրի վիճակը պետք է իջեցվի նորմալ պայմաններ. Բայց հնարավոր է, ընդհակառակը, հաշվարկել գազի գրամ-մոլեկուլային ծավալը խնդրի մեջ նշված պայմաններում։ Հաշվարկի առաջին մեթոդով ստացվում է հետևյալ դիզայնը՝ 740 * mrt.st .. 340 մլ - 273 աստիճան ^ Q ^ 0 760 մմ Hg: Արվեստ. 294 deg ™ 1 լ.1 - 22.4 լ / մոլ 0.604 in _ s, ypya. -m-8 \u003d 44 g, M0Ab Երկրորդ մեթոդում գտնում ենք՝ V - 22»4 A՛ mol No mm Hg: st.-29A deg 0A77 l1ylv. Uiol 273 vrad 740 mmHg Արվեստ. ~ R * 0 ** Երկու դեպքում էլ մենք հաշվում ենք գրամի մոլեկուլի զանգվածը, բայց քանի որ գրամի մոլեկուլը թվայինորեն հավասար է մոլեկուլային զանգվածին, այդպիսով մենք գտնում ենք մոլեկուլային զանգվածը։