The chemie Je to věda, která studuje složení a transformace, ke kterým může dojít v hmotě, v jakékoli z jejích forem. Jednou z nejdůležitějších oblastí studia v chemii je oblast plyny, protože je nutné provést analýzu jejich chování na Zemi.
Plyny, jak je zamýšleno v celé disciplíně, by měly být vysvětleny pomocí rovnic a dalších matematických a statistických prvků, které se každopádně liší v závislosti na typu plynu a podmínkách kolem něj. Vzhledem ke složitosti těchto výpočtů vypracoval chemik Jan van Helmont (ten, kdo vytvořil koncept plynu) slavný zákon, který zobecňuje tendence k chování plynu, ve vztahu mezi kinetickou energií a teplotou.
The Van Helmontův zákonve své nejjednodušší verzi naznačuje, že při konstantní teplotě je objem stálé hmotnosti plynu nepřímo úměrný tlaku, který vyvíjí: P * V = k konstantní. Jako každý vědecký příspěvek však musí být možné jej shromáždit a zaručit jeho spolehlivost, což bylo zjištěno, že se nevyskytuje ve všech případech.
Dospěl se k závěru, že nejde o to, že by zákon byl špatný, ale o to fungovalo to jen pro teoretický plyn, předpoklad plynu, ve kterém se molekuly mezi sebou neshromažďují, má vždy stejný počet molekul, které za stejných podmínek tlaku a teploty zabírají stejný objem, a nemá žádné atraktivní ani odpudivé síly.
The ideální plyn, přestože nereprezentuje plyn, který skutečně existuje, je to nástroj pro usnadnění velkého počtu matematických výpočtů.
The obecná rovnice ideálních plynůDále to vyplývá z kombinace dvou dalších základních zákonů pro chemii, která rovněž předpokládá, že plyny odpovídají charakteristikám ideálních plynů. Boyle-Mariotteův zákon souvisí s objemem a tlakem určitého množství plynu při konstantní teplotě, protože je nepřímo úměrný. Zákon Charlese - Gay Lussaca spojuje objem a teplotu, protože je přímo úměrný stálému tlaku.
Není možné vytvořit a konkrétní seznam ideálních plynů, protože jak bylo řečeno, je to jedinečný hypotetický plyn. Pokud můžete uvést seznam plynů (včetně vzácných plynů), jejichž zpracování může být stejné jako u ideálních plynů, protože charakteristiky jsou podobné, pokud jsou normální tlakové a teplotní podmínky.
- Dusík
- Kyslík
- Vodík
- Oxid uhličitý
- Hélium
- Neon
- Argon
- Krypton
- Xenon
- Radon
The skutečné plyny jsou to, na rozdíl od ideálů, ti, kteří mají termodynamické chování, a proto nenásledují stejnou stavovou rovnici jako ideální plyny. Při vysokém tlaku a nízké teplotě musí být plyny nevyhnutelně považovány za skutečné. V takovém případě se říká, že plyn má vysokou hustotu.
The podstatný rozdíl mezi ideálním a skutečným plynem spočívá v tom, že ten druhý nelze komprimovat donekonečna, ale jeho kompresní kapacita je spíše relativní k úrovním tlaku a teploty.
The skutečné plyny mají také stavovou rovnici, která popisuje jejich chování, kterou poskytuje Van der Waals v roce 1873. Rovnice má poměrně vysokou proveditelnost za podmínek nízkého tlaku a do určité míry upravuje rovnici ideálního plynu: P * V = n * R * T, kde n je počet molů plynu, a R konstanta zvaná „plynová konstanta“.
Plyny, které se nechovají podobně jako ideální plyny, se nazývají skutečné plyny. Následující seznam uvádí některé příklady těchto plynů, i když lze přidat také ty, které již byly uvedeny jako ideální plyny, ale tentokrát v kontextu vysokého tlaku a / nebo nízké teploty.
- Amoniak
- Metan
- Etan
- Ethene
- Propan
- Butan
- Pentan
- Benzen
