KE3: Reaktiot ja energia 2/5

KAASUT
JA
KAASULASKUT

Olomuodot ja olomuodonmuutokset

kiinteä

neste

kaasu

sublimoituminen

härmistyminen

sulaminen

jähmettyminen

höyrystyminen

tiivistyminen

Aineen rakenne ja olomuodon muutokset

  • Miten eri olomuodot eroavat toisistaan rakenteen kannalta?
  • Miten rakenne muuttuu olomuodon muutoksessa?

Tutki simulaation avulla:

  • aiheutuu kaasumolekyylien törmäilystä kaasua ympäröivän astian seinämiin
  • törmäyksiä tapahtuu sitä enemmän, mitä
    • tiheämmässä kaasuhiukkasia on
    • nopeampaa kaasuhiukkasten liike on
      = mitä
      pienempi tilavuus on
    • korkeampi lämpötila on

Kaasujen kineettinen teoria

Paine (p)

Tilavuus (V)

  • kaasun tilavuus on aina sama kuin ympäröivän astian tilavuus, koska
    • hiukkaset liikkuvat suoraviivaisesti eteenpäin, kunnes törmäävät toisiinsa tai esteeseen
    • liike on satunnaista ja kaikki suunnat ovat yhtä suotuisia

Lämpötila (T)

  • hiukkaset liikkuvat sitä nopeammin, mitä korkeampi lämpötila on kyseessä

A1, A5

Kaasun ominaisuudet

Ideaalikaasu vai reaalikaasu?

Mitä eroa on ideaalikaasulla ja reaalikaasulla? Katso oppikirjan videot ideaali- ja reaalikaasumalleista ja selitä, mitä eroa on ideaali- ja reaalikaasulla.

Ideaalikaasumalli

= malli, jolla mallinnetaan todellisten eli reaalikaasujen käyttäytymistä

  • hiukkaset pistemäisiä eli niillä ei ole tilavuutta
  • rakenneosien välillä ei ole vuorovaikutuksia
  • hiukkaset liikkuvat vapaasti ja täyttävät koko astian
  • törmäykset seiniin ja toisiin hiukkasiin ovat täysin kimmoisia

Millaisille kaasuille ideaalikaasumalli sopii?

Miksi ideaalikaasumalli ei toimi alhaisissa lämpötiloissa?

Miksi ideaalikaasumallia hyödynnetään, vaikka se ei toimi täydellisesti reaalikaasuille?

  • vety, happi, typpi ja jalokaasut toteuttavat ideaalikaasumallia kohtuullisen hyvin

Kaasulait

Boylen laki

pV=\text{vakio}

Gay-Lussacin laki

{{p}\over{T}}=\text{vakio}
{V\over n}=\text{vakio}

Avogadron laki

Charlesin laki

{{V}\over{T}}=\text{vakio}
pV=nRT

Kaasujen yleinen tilanyhtälö

p = paine

V = tilavuus

n = ainemäärä

R = yleinen kaasuvakio


T = lämpötila

(\text{Pa, bar})
(\text{dm}^3)
=0,\!08314\ \frac{\text{bar}\cdot\text{dm}^3}{\text{mol}\cdot\text{K}}=8,\!314 \ \frac{\text{kPa}\cdot\text{dm}^3}{\text{mol}\cdot\text{K}}
(\text{mol})
(\text{K})

ideaalikaasuille

  • Kaasujen käyttäytyminen vastaa sitä paremmin yleistä tilanyhtälöä, mitä paremmin kaasun ominaisuudet vastaavat ideaalikaasun ominaisuuksia
  • Kaasujen yleistä tilanyhtälöä voidaan kuitenkin käyttää aina, kun lasketaan kaasun tilavuutta, painetta, lämpötilaa tai ainemäärää (ja olosuhteet on tiedossa riittävän tarkasti).

Kaasulaskut

1

Ideaalikaasun moolitilavuus

n={V\over V_m}
\text{V}_\text{m}=22,\!41\ \frac{\text{dm}^3}{\text{mol}}(\frac{1}{\text{mol}})
\text{n = kaasun ainemäärä (mol)}
\text{V = kaasun tilavuus}

Kun otetaan, yksi mooli ideaalisesti käyttäytyvää kaasua, on sen tilavuus NTP-olosuhteissa n. 22,41         .

\text{dm}^3

NTP-olosuhteet

Normal pressure and temperature

  • paine = 1 bar = 100 000 Pa
  • lämpötila = 0° = 273,15 K

HUOM! Oppikirjoissa ja MAOLissa käytetään usein arvoa 101 325 Pa = 1,01325 bar

NTP-olosuhteissa kaasun ainemäärä voidaan laskea kaavalla:

Kaasulaskut

2

Katso tarvittaessa oheiset videot!

Tehtävät (luku 2)

  • 3
  • 6
  • 10
  • 13

Käsitekartta

Kaasulaskut:

Jatka lukuun 3

Arvioitava tehtävä 1

KE3 2/6: Kaasut ja kaasulait

By Opetus.tv

KE3 2/6: Kaasut ja kaasulait

  • 1,779
Loading comments...

More from Opetus.tv