Gazele

Gazele

Gazele sunt studiate utilizand teoria cinetico-moleculara. Gazele sunt formate din molecule, care se gasesc intr-o miscare continua, dezordonata, haotica, de tipul miscarii Browniene.

Se definesc urmatoarele marimi:

• greutatea moleculara, care reprezinta a 16-a parte din greutatea atomului de oxigen, care prin definitie are greutatea atomica 16. Cel mai usor dintre atomi este cel de hidrogen, iar greutatea moleculara A se da in functie de unitatea atomica de masa u.a.m.    (1 u.a.m = 1,662 10^-27 kg), iar A = 1,0078 u.a.m.;
• atomul-gram este cantitatea dintr-un element dat a carui masa exprimata in grame este numeric egala cu greutatea lui atomica. Acest atom-gram contine un numar constant de atomi, indiferent de substanta si se numeste numarul lui Avogadro N_A     si are valoarea de 6,023 10²³ atomi/mol;
• molecula-gram este cantitatea de substanta data a carei masa, exprimata in grame, este numeric egala cu greutatea sa moleculara. Molecula-gram contine tot atatea molecule cati atomi contine un atom-gram;
• masa unei molecule sau masa unui atom este raportul dintre masa molara M si numarul lui Avogadro;
• ecuatia termica de stare a unui gaz ideal stabileste o dependenta intre parametrii de stare ai gazului aflat intr-o stare de echilibru si se mai numeste ecuatia Clapeyrom-Mendeleev:

in care: p este presiunea gazului;

V - volumul gazului;

m - masa gazului;

R = 8,3143 10³ J/kmol K - constanta universala a gazelor;

T - temperatura gazului;

u - numarul de moli sau kilomoli;

Obs.: Gazul ideal este un gaz care este format dintr-un numar foarte mare de particule (molecule) identice, care se afla intr-o miscare haotica continua si care se misca liber, traiectoriile lor fiind linii drepte, iar fortele intermoleculare se neglijeaza.

• densitatea unui gaz reprezinta raportul intre masa gazului m si volumul sau V si care se poate exprima cu ajutorul ecuatiei de stare prezentate anterior:

Daca notam cu r densitatea gazului aflat in conditii normale de temperatura T₀ si presiune p₀, adica:

, in care p₀ = 101325 Pa, iar T₀ = 273,15 K,

atunci densitatea gazului r, aflat la temperatura T si presiunea p, se calculeaza cu relatia:

• energia interna U a unui gaz ideal este direct proportionala cu temperatura absoluta a gazului si cu cantitatea de gaz, dar nu depinde nici de volumul ocupat de gaz si nici de presiune:

- se numeste ecuatia calorica de stare a gazului ideal

• energia interna a gazului real DU reprezinta suma dintre energia cinetica de miscare a moleculelor sale E_c si energia potentiala a moleculelor E_p (datorata fortelor de interactiune dintre molecule):

Obs.: Energia potentiala a moleculelor E_p depinde de distanta medie dintre molecule, deci de volumul V al gazului.

• temperatura unui gaz ideal este o masura a intensitatii miscarii termice a moleculelor din care este constituit gazul;
• presiunea unui gaz este proportionala cu numarul de molecule din unitatea de volum si energia cinetica medie a unei molecule. Presiunea unui gaz este egala cu doua treimi din energia cinetica medie a tuturor moleculelor de gaz cuprinse in unitatea de volum:

in care: e_t este energia cinetica medie a unei molecule in miscare de translatie;

n - numarul de molecule cuprinse in unitatea de volum.