Čo je plynný stav:
Plynný stav sa nazýva stav hmoty, ktorý pozostáva zo zoskupenia atómov a molekúl s malou príťažlivou silou k sebe navzájom alebo v expanzii, čo znamená, že nemôžu byť úplne zjednotené.
Hmota v plynnom skupenstve sa nazýva plyn. Slovo plyn je odvodené z latinského hlasu zbohom čo znamená „chaos“. Vytvoril ju chemik Jan Baptista van Helmont v 17. storočí.
Plynný stav je jedným z agregačných stavov hmoty spolu s kvapalným, tuhým, plazmatickým a Bose-Einsteinovým stavom.
Voda v procese odparovania alebo varu.
Niektoré príklady látok v plynnom stave sú:
- plynný kyslík (O2);
- plynný oxid uhličitý (CO2);
- zemný plyn (používaný ako palivo);
- vzácne plyny, ako je hélium (He); argón (Ar); neón (Ne); kryptón (Kr); xenón (Xe), radón (Rn) a oganeson (Og).
- dusík (N2);
- vodná para.
Voda je jediný prvok, ktorý sa nachádza vo všetkých stavoch agregácie hmoty prirodzene (tuhé, kvapalné a plynné).
Charakteristika plynného skupenstva
Rôzne plyny v ich nádobách.
V plynnom skupenstve energia separácie medzi molekulami a atómami presahuje príťažlivú silu medzi nimi, čo vedie k sérii charakteristík alebo vlastností plynov.
- Plyny obsahujú menej častíc ako kvapaliny a tuhé látky.
- Častice sú od seba navzájom značne oddelené, takže ich vzájomná interakcia je malá.
- Častice sú v neustálom a neusporiadanom pohybe.
- Plyny nemajú jednoznačný tvar ani objem.
- Pri kolíziách medzi časticami chaoticky menia smer a rýchlosť, čo zvyšuje ich vzdialenosť a objem plynu.
- Väčšina plynov je nehmotná, bezfarebná a bez chuti.
- Plyny môžu zaberať všetok objem, ktorý majú k dispozícii.
- Plyny je možné stlačiť do tvaru nádoby.
Zmeny skupenstva plynných látok
Zmeny skupenstva plynných látok. Všimnite si tiež oddelenie medzi časticami podľa stavu hmoty.
Podľa premenných teploty a tlaku môžu byť transformačné procesy hmoty generované z jedného alebo druhého stavu agregácie. Zmeny hmoty, ktoré zahŕňajú plynný stav, sú nasledujúce:
Kondenzácia alebo skvapalnenie
Je to prechod z plynného do kvapalného skupenstva. Nastáva, keď je plyn vystavený poklesu teploty, čo znižuje pohyb častíc a podporuje ich kontrakciu, až kým sa nestanú tekutými. Môžeme poukázať na dva každodenné príklady s vodou: 1) keď sa oblaky zmenia na zrážky. 2) keď pohár so studeným nápojom produkuje zvonku kvapky vody kondenzáciou horúceho vzduchu z atmosféry.
Odparovanie alebo varenie
Je to premena z kvapalného skupenstva na plynné. Vyskytuje sa, keď je kvapalina vystavená zvýšeniu teploty, kým nedosiahne teplotu varu. Príklad je možné vidieť, keď voda v panvici vrie, kým sa neodparí.
Sublimácia
Je to zmena z tuhého skupenstva do plynného skupenstva bez toho, aby ste museli prechádzať kvapalným skupenstvom. K sublimácii dochádza vďaka teplotám tak extrémnym, že neumožňujú tvorbu kvapaliny. Príklad sublimácie možno nájsť v suchom ľade, ktorý sa uvoľňuje do pary bez toho, aby prešiel cez kvapalné skupenstvo.
Spätná sublimácia alebo uloženie
Je to zmena z tuhého skupenstva do plynného skupenstva bez toho, aby ste museli prechádzať kvapalným skupenstvom. Príkladom reverznej sublimácie je nahromadenie námrazy na zemi.
Faktory ovplyvňujúce plyny
Keď sa vzduch (plyn) vo vnútri balónika zahrieva, zväčšuje svoj objem, a preto stúpa.
Správanie plynov ovplyvňujú tieto premenné:
- Objem (V): je priestor, ktorý zaberajú plynné látky, a meria sa v litroch (L). Plyn bude mať väčší alebo menší objem v závislosti na separácii medzi časticami a priestorom na expanziu.
- Tlak (P): je použitá sila na plochu. Tlak vychádza z hmotnosti vzduchu, preto čím vyšší plyn stúpa, tým menší tlak zažíva v dôsledku menšieho množstva vzduchu. V prípade plynov sa tlak meria v atmosfére (atm).
- Teplota (T): je miera kinetickej energie produkovanej medzi časticami plynu, ktorá sa meria v kelvinových (K) jednotkách. Ak sa studené teleso blíži k teplému, studené teleso zvýši svoju teplotu.
Tieto faktory zase súvisia s ďalšími prvkami, ktoré sú vlastné plynom, ako sú:
- Množstvo: je hmotnostné množstvo plynnej látky a meria sa v móloch (n).
- Hustota: sa vzťahuje na vzťah medzi objemom a hmotnosťou.
- Štáty materiálu.
- Kondenzácia
- Odparovanie
Zákony plynov alebo zákony o plynnom skupenstve
Zákony o plynoch sa nazývajú interpretačné modely, ktoré popisujú vzťah medzi rôznymi premennými, ktoré ovplyvňujú správanie plynov (teplota, tlak, množstvo a objem). Existujú štyri zákony o plyne, každý sa zameriava na rôzne aspekty plynov. Sú známe ako:
- Boyleov zákon: sa zaoberá vzťahom medzi tlakom a objemom.
- Charles Law: ustanovuje vzťah medzi teplotou a objemom.
- Zákon Gay-Lussac: študovať vzťah medzi tlakom a teplotou.
- Avogadrov zákon: Diskutujte o vzťahu medzi objemom a počtom mólov.
Kombinácia týchto štyroch zákonov vedie k vzniku zákona o ideálnom plyne.
Zákon o ideálnom plyne
Ideálne plyny sú také, ktorých častice nemajú ani príťažlivosť, ani odpor. To znamená, že neexistujú atraktívne medzimolekulové sily. Ideálne plyny sú tak pomenované, pretože sú vlastne teoretickým predpokladom.
Zákon ideálneho plynu predstavuje nasledujúci vzorec:
PV = nRT = NkT
kde:
- P: tlak
- V: objem
- n: počet mólov
- R: univerzálna plynová konštanta (8,3 145 J / mol k)
- N: Počet molekúl
- k: Boltzmannova konštanta (8,617385 x 10-5eV / k)
- T: teplota
Zákon ideálneho plynu sa týka tlaku, objemu, teploty a hmotnosti plynu súčasne za štandardných podmienok.
