«Розв’язання задач за основними газовими законами та рівнянням Менделєєва-Клайперона»

Скачати 289.25 Kb.

Назва	«Розв’язання задач за основними газовими законами та рівнянням Менделєєва-Клайперона»
Сторінка	1/7
Дата	20.03.2013
Розмір	289.25 Kb.
Тип	Закон

bibl.com.ua > Фізика > Закон

1 2 3 4 5 6 7

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ

ОДЕСЬКОЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Методичні вказівки

для виконання практичних робіт

з предмету: “Фізколоїдна хімія”

для студентів технологічного відділення

за спеціальністю: 5.05170104 "Виробництво хліба,

кондитерських, макаронних

виробів та харчоконцентратів"

Одеса - 2011
Виконавець: Девятьярова Л.І., викладач коледжу, голова облметодоб’єднання викладачів хімії
Рецензент: доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Коваленко Олена Олександрівна, зав кафедрою «Технологія питної води» ОНАХТ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ

ОДЕСЬКОЇ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

ЗАТВЕРДЖУЮ

Заст. директора з НР

___________В.І.Уманська

“____“___________2011 р.

Методичні вказівки

для виконання практичних робіт

з предмету: “Фізколоїдна хімія”

для студентів технологічного відділення
за спеціальністю: 5.05170104 "Виробництво хліба,

кондитерських, макаронних

виробів та харчоконцентратів"

Автор: Девятьярова Л.І.

РОЗГЛЯНУТО ТА СХВАЛЕНО

Предметною комісією хімічних дисциплін

Протокол №_________________________

Від “___“_____________________2011 р.

Голова комісії _____________ Швець Л.І.

Одеса - 2011

ЗМІСТ

1. Практична робота № 1. Тема: «Розв’язання задач за основними газовими законами та рівнянням Менделєєва-Клайперона». ……………………………………. 5

2. Практична робота № 2. Тема: «Розрахунки теплових ефектів хімічних реакцій. Теплота утворення та теплота розкладання»…………………………………………… 8

3. Практична робота № 3. Тема: «Рішення задач за законами Рауля та Вант-Гоффа»……………………………………………………………………………………. 11

4. Практична робота № 4. Тема: «Визначення напряму зміщення хімічної рівноваги»……………………………………………………………………………….. 13

5. Практична робота № 5. Тема: «Закони Фарадея. Електродні потенціали та Е.Р.С. гальванічних елементів»……………………………………………………………….. 15

6. Практична робота № 6. Тема: «Будова ізотерми адсорбції оцтової кислоти від концентрації»…………………………………………………………………………… 17

7. Практична робота № 7. Тема: « Порівняльна характеристика колоїдних систем з істинними розчинами»……………………………………………………………… . 18

8. Практична робота № 8. Тема: «Отримання та очищення дисперсних систем, їх властивості»……………………………………………………………………………… 19

9. Практична робота № 9. Тема: « Складання формул та схем будови міцел

гідрозолю та золю»……………………………………………………………………… 20

10. Практична робота № 10. Тема: « Порівняльна характеристика грубодисперсних систем та ВМС»………………………………………………………………………….. 22

Література ………………………………………………………………………………. 23

Практична робота № 1
Тема: Розв’язання задач за основними газовими законами та рівнянням Менделєєва-Клайперона, Ван-дер-Ваальса.

Мета: Навчитися розв’язувати задачі за основними газовими законами та рівнянням Менделєєва-Клайперона, Ван-дер-Ваальса.

Методичні вказівки.

Стан газу можна охарактеризувати трьома параметрами: температурою, тиком та об’ємом.

“Рівняння стану ідеального газу”

Об’єднаний газовий закон

Залежність між об’ємами, тисками та температурами для однієї й тієї ж маси газу виражається рівнянням:

р₁v₁ /T₁ = р₂v₂ /T₂ = р₃v₃ /T₃ = ….
де, v₁ – об’єм газу при температурі Т₁ і тиску р₁, м³

v₂ – об’єм газу при температурі Т₂ і тиску р₂, м³
При розрахунках газів та газових сумішей використовують рівняння стану Клайперона-Менделєєва:
pV = RT
де, V – об’єм одного молю ідеального газу, м³

R - молярна газова постійна.

Для n молей ідеального газу рівняння стану пишеться так:

p=nRT

n = m/M

p=mRT/M
Гази, які знаходяться в умовах, для яких не використовуються закони ідеальних газів та рівняння газового стану, називають реальними чи неідеальними. Параметри стану p, V, T таких газів для 1 молю зв’язані між собою рівнянням Ван-дер-Ваальса:

(p + a / V²) (V – b) = RT

де, р – тиск, Па;

V – об’єм 1 молю газу, м³

а – постійна, яка враховує сили взаємодії між молекулами газу, Джм³ /кмоль;

b - постійна, яка враховує власний об’єм молекул, Джм³ /кмоль.

Постійні а і b залежать від природи газу.

“Ідеальні газові суміші. Закон Дальтона”

Ідеальними газовими сумішами називають суміші газів, які підкоряються законам ідеальних газів. При відсутності хімічних реакцій загальний тиск ідеальної газової суміші Р_заг дорівнює сумі парціальних тисків усіх газів, які входять в неї р₁, р₂, р₃, …, р_n (закон Дальтона). Парціальний тиск сумуші газів дорівнює тому тиску газу, котрим він володів би, якщо займав би об’єм суміші при постійній температурі:

Р_заг = р₁ + р₂ + р₃ + …+ р_n

Об’єм окремого газу, який входить до суміші, приведений до тиску суміші, називають приведеним об’ємом. Для знаходження приведеного об’єму газу при тиску газової суміші Р_заг та температурі Т необхідно користуватися законом Бойля-Маріотта:

р_V_заг = _Р_заг

де, _ - приведений об’єм окремих газів, які складають суміш;

р_ - парціальні тиски окремих газів.

_ =

Відношення приведених об’ємів окремих газів до загального об’єму суміші називається об’ємною долею r:

r_ = _ / V_заг

Кількість кмолей можна визначити відношенням маси m_ (кг) до молекулярної маси газу в суміші:

n_ = m_/ M_

Якщо відомі маси газів та температура суміші, то для окремого газу використовують рівняння стану ідеального газу:

р_ =

Рівняння стану ідеального газу для суміші газів:

Р_загV_заг = nRT

чи

Р_загV_заг = (m_см / М_ср) RT

де, m_см – маса суміші газів, кг

n – сума газів, які складають суміш, кмоль;

М_ср – середня молекулярна маса газової суміші, яку визначають за формулою правила зміщення, враховуючи молекулярні маси газів, які складають суміш, та їх об’ємні долі.
М_ср = M₁r₁ + M₂r₂ + M₃r₃ + …+M_кr_к
де, М_к – молекулярна маса даного газу;

М_ср – середня молекулярна маса суміші газів.
Приклад № 1: Розрахувати тиск, який діє на 1 кмоль диоксиду вуглецю при

50 ^оС, об’єм якого 1 м³, по рівнянню Ван-дер-Ваальса та Менделєєва-Клайперона. Порівняти отримані результати.

Рішення

Із рівняння (p +

) (V – b) = RT маємо:

р = (

) – (

); Т = 273 + 50 = 323 К

Константи а і b для СО₂ знаходять по таблиці.

р = (

) – (

) = 2804999,6 Па  2805 кПа.

Із рівняння рV = RT маємо:

р = RT / V = (8,314  10³  323) / 1 = 2685000 Па = 2685 кПа
Різниця в результатах складає 4,27 %. При такому великому тиску диоксид вуглецю відхилюється від ідеального стану і більш точні результати отримання при використанні рівняння Ван-дер-Ваальса.
Приклад № 2: Газова суміш складається з 3 м³ диоксиду вуглецю, який беруть під тиском 95940 Па, 4 м³ кисню під тиском 106600 Па, 6 м³ нітрогену під тиском 93280 Па. Об’єм суміші 10 м³. Визначити парціальний тиск газів в суміші та загальний тиск суміші. Температура постійна.

Рішення

Д

ано: Парціальний тиск кожного із газів розраховуємо,

V(СО₂) = 3 м³ використовуючи формулу закона Бойля-Маріотта:

Р(СО₂) = 95940 Па р₁ / р₂ = ₂ / ₁

V(О₂) = 4 м³ р(СО₂) =

= 28782 Па; р(О₂) =

= 42640 Па;

Р(О₂) = 106600 Па р(N₂) =

= 55968 Па

V(N₂) = 6 м³ За законом Дальтона: Р_заг = 28782 + 42640 + 55968 = 127390 Па

Р(N₂) = 93280 Па

V = 10 м³

Відповідь: Р = 127390 Па.

Р - ?

1 2 3 4 5 6 7

Схожі:

Урок №60 Тема. Розв'язування задач Мета: сформувати уявлення в учнів про схему розв'язання текстових задач складанням квадратного рівняння; сформувати вміння застосовувати...	Розділ РОЗВ’ЯЗАННЯ СИСТЕМ ЛІНІЙНИХ АЛГЕБРАЇЧНИХ РІВНЯНЬ У цьому розділі розглянемо основні чисельні методи розв’язання задач лінійної алгебри. Наведемо математичне описання, блок-схеми...
Урок №46 Тема. Розв'язування задач Як і на попередньому уроці, для економії часу учні коментують розв'язання домашніх задач за готовими рисунками, виконаними на дошці...	УРОК №46 Тема. Задачі на побудову Мета: учні повинні засвоїти загальний... Мета: учні повинні засвоїти загальний план розв'язання задач на побудову, навчитися виконувати дії з цим планом і вміти для побудови...
Урок №80 Тема. Розв'язування задач за допомогою систем лінійних рівнянь Мета: відпрацювати навички застосування схеми розв'язання текстових задач на складання системи лінійних рівнянь із двома змінними...	УРОК 132. РОЗВ'ЯЗАННЯ ЗАДАЧ І ВПРАВ НА ВСІ ДІЇ З НАТУРАЛЬНИМИ ЧИСЛАМИ Мета Мета. Узагальнити та систематизувати знання учнів з теми «Натуральні числа». Повторити розв'язування основних типів задач
Урок №45 (геометрія, 7 кл) Тема. Задачі на побудову Мета: засвоїти особливості розв’язування задач на побудову, зміст понять «елементарна побудова» та алгоритми розв’язання основних...	Тема: Розв’язування задач за допомогою рівнянь Мета: Розширити знання учнів про практичне застосування рівнянь, зокрема до розв’язання задач. Вдосконалити навики встановлення залежностей...
ЩОДО РОЗВ Тому важливо виокремити методичні особливості розв’язання різних типів задач щодо формування і використання активів первинних суб’єктів...	Урок №1 Тема уроку: Математичне моделювання Мета уроку: сформувати знання учнів про математичне моделювання, про побудову математичних моделей до прикладних задач, про етапи...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання