Właściwości gazów chemia fizyczna

[chocolate_m]

Mógłby mi ktoś pomóc rozwiązać te zadania?

1)Mieszanina gazów mająca symulować atmosferę pewnej planety składa się z 320mg metanu, 175mg argonu, 225mg neonu. W temperaturze 300K ciśnienie cząstkowe neonu wynosi 15,2kPa. Obliczyć objętość i całkowite ciśnienie mieszaniny.

2)W zbiorniku znajduje się gaz w temp 0 st C i pod ciśnieniem 3,4 atm. Do jakiej temperatury podgrzano gaz w zbiorniku, jeżeli ciśnienie gazu wzrosło do 23,85 atm?

3)Najwyższa temperatura gazu w zbiorniku w okresie letnim równa się 42 st C, najniższa temp w zimie -38 st C. O ile więcej kilogramów wodoru wejdzie do zbiornika o pojemności 2000 m3 w temperaturze najniższej niż w najwyższej, jeżeli ciśnienie w zbiorniku równa się stale 780mmHg?

4)Jaką różnicę ciśnień należy wytworzyć na długości 15cm słomki do picia zanurzonej pionowo, aby móc pić przez nią płyn o gęstości wodu = 1,0g/cm3?

5)Mieszanina azotu i metanu zawierająca 31,014% wagowych azotu, pod pewnym ciśnieniem i w temperaturze 150 st C zajmuje objętość 0,99456 litra. Zakładając, że mieszanina podlega prawu Daltona, należy obliczyć ciśnienie całkowite mieszaniny oraz ciśnienia cząstkowe jej składników.

6)W zbiorniku o obj 80dm3 znajduje się 89,4g azotu oraz pewna ilość argonu. Ciśnienie całkowite mieszaniny wynosi 0,1 MPa, a temp 22 st C. Obliczyć ułamek molowy argonu w mieszaninie.

7)Dwie kolby zawierają różne gazy doskonałe A i B. Gęstość gazu A jest dwa razy większa niż gazu B, natomiast masa cząsteczkowa gazu A stanowi połowę masy cząsteczkowej gazu B. Obliczyć stosunek ciśnień gazów A i B, wiedząc że obydwa znajdują się w tej samej temperaturze.

8)Pomiar gęstości gazu lub pary może służyć do szybkiej oceny ich masy molowej, chociaż w praktyce korzysta się ze znacznie precyzyjniejszej metody, jaką jest spektrometria mas. Stwierdzono, że gęstość pewnego gazu w temp 330 K i pod ciśnieniem 25,5 kPa wynosi 1,23g/l. Jaka jest masa molowa gazu?

9)Właściciel domu do jego ogrzania zużywa 4,00*10^3 m3 gazu ziemnego rocznie. Zakładając, że cały gaz ziemny to metan oraz, że CH4 jest gazem doskonałym w warunkach 1,00 atm i w temp 20 st C, oblicz masę spalanego gazu.

[Inkwizytor]

1)Mieszanina gazów mająca symulować atmosferę pewnej planety składa się z 320mg metanu, 175mg argonu, 225mg neonu. W temperaturze 300K ciśnienie cząstkowe neonu wynosi 15,2kPa. Obliczyć objętość i całkowite ciśnienie mieszaniny.

1. masy przeliczasz na mole.
2. z informacji o ciśnieniu cząstkowym neonu znajdujesz objętość całkowita zbiornika w którym znajduje sie mieszanina (pV=nRT)
3. Liczysz ciśnienia cząstkowe pozostałych składników mieszaniny
4. Sumujesz ciśnienia cząstkowe
5. Uwaga na jednostki!!! gramy i paskale

2)W zbiorniku znajduje się gaz w temp 0 st C i pod ciśnieniem 3,4 atm. Do jakiej temperatury podgrzano gaz w zbiorniku, jeżeli ciśnienie gazu wzrosło do 23,85 atm?

\(\displaystyle{ \frac{p_1V_1}{T_1} = \frac{p_2V_2}{T_2}}\)

-- 5 sie 2009, o 14:12 --

3)Najwyższa temperatura gazu w zbiorniku w okresie letnim równa się 42 st C, najniższa temp w zimie -38 st C. O ile więcej kilogramów wodoru wejdzie do zbiornika o pojemności 2000 m3 w temperaturze najniższej niż w najwyższej, jeżeli ciśnienie w zbiorniku równa się stale 780mmHg?

pV=nRT
p,V sa stałe więc iloczyn dla obu temperatur jest taki sam. Wyliczasz liczbę moli dla jednego i drugiego stanu i znajdujesz różnicę

-- 5 sie 2009, o 14:20 --

4)Jaką różnicę ciśnień należy wytworzyć na długości 15cm słomki do picia zanurzonej pionowo, aby móc pić przez nią płyn o gęstości wodu = 1,0g/cm3?

Rozumiem że pomijamy efekty kapilarne i związane z lepkością cieczy.
w słomce i naczyniu działa stałe ciśnienie p. Identyczne więc poziomy cieczy są takie same. Zeby utworzyć słup cieczy o wysokości h=0,15m to trzeba zrównoważyć masę cieczy w tym słupie czyli:
\(\displaystyle{ m_w= \rho_w \cdot V_w \\
V_w=S \cdot h}\)
zrównoważenie może się odbyć poprzez zwiększenie ciśnienia na zew. lub zmniejszenie wew.
tu chodzi o zmniejszenie wew. Ubytek\(\displaystyle{ \Delta p = \frac{F_N}{S}}\)
Ponieważ siła odpowiada ciężarowi wody to otrzymujemy:
\(\displaystyle{ \Delta p = \frac{S \cdot h \cdot \rho \cdot g}{S}= h \cdot \rho \cdot g}\)
Znowu pilnujemy jednostek długości i gęstości wody

-- 5 sie 2009, o 21:02 --

5)Mieszanina azotu i metanu zawierająca 31,014% wagowych azotu, pod pewnym ciśnieniem i w temperaturze 150 st C zajmuje objętość 0,99456 litra. Zakładając, że mieszanina podlega prawu Daltona, należy obliczyć ciśnienie całkowite mieszaniny oraz ciśnienia cząstkowe jej składników.

Pamiętaj o jednostkach (temp. na Kelviny, objętość na m3)
Ciśnienie całkowite znajdziemy dodając do siebie ciśnienia cząstkowe.
\(\displaystyle{ p_a= \frac{n_aRT}{V} \\
p_m= \frac{n_mRT}{V} \\
\frac{m_a}{m_m} = \frac{31,014}{100-31,014}}\)
z powiązania moli, masy molowej i masy substancji znajdujesz: \(\displaystyle{ \frac{n_a}{n_m}}\)
Prawo Daltona dla objętości, czyli stosunek molowy jest równy stosunkowi objętościowemu no i Va+Vm=0,99456dm3 (inna jednostka powinna być)

6)W zbiorniku o obj 80dm3 znajduje się 89,4g azotu oraz pewna ilość argonu. Ciśnienie całkowite mieszaniny wynosi 0,1 MPa, a temp 22 st C. Obliczyć ułamek molowy argonu w mieszaninie.

1. Liczysz liczbę moli azotu
2. Z pV=nRT obliczasz całkowita liczbę moli gazu w mieszaninie
3. od całkowitej liczby moli odejmujesz azot
4. nic tylko wyliczyć ułamki molowe

7)Dwie kolby zawierają różne gazy doskonałe A i B. Gęstość gazu A jest dwa razy większa niż gazu B, natomiast masa cząsteczkowa gazu A stanowi połowę masy cząsteczkowej gazu B. Obliczyć stosunek ciśnień gazów A i B, wiedząc że obydwa znajdują się w tej samej temperaturze.

Korzystamy z pV=nRT dla obu gazów i otrzymujemy:
\(\displaystyle{ \frac{p_A}{p_B}= \frac{ \frac{n_ART}{V_A} }{ \frac{n_BRT}{V_B} } = \frac{n_A \cdot V_B}{n_B \cdot V_A} \\
\frac{n_A}{n_B}= \frac{\frac{m_A}{M_A}}{\frac{m_B}{M_B}}=\frac{m_A \cdot M_B}{m_B \cdot M_A}}\)
Łączymy powyższe:
\(\displaystyle{ \frac{p_A}{p_B}=\frac{m_A \cdot M_B \cdot V_B}{m_B \cdot M_A \cdot V_A} \\
= \frac{d_A \cdot M_B}{d_B \cdot M_A}}\)
no i podstawiasz dane z zadania-- 5 sie 2009, o 21:08 --

8)Pomiar gęstości gazu lub pary może służyć do szybkiej oceny ich masy molowej, chociaż w praktyce korzysta się ze znacznie precyzyjniejszej metody, jaką jest spektrometria mas. Stwierdzono, że gęstość pewnego gazu w temp 330 K i pod ciśnieniem 25,5 kPa wynosi 1,23g/l. Jaka jest masa molowa gazu?

\(\displaystyle{ pV=nRT \\
\frac{p}{RT}= \frac{n}{v}\\
\frac{p}{RT}= \frac{m}{MV}\\
\frac{p}{RT}= \frac{d}{M}\\
M= \frac{RTd}{p}}\)

9)Właściciel domu do jego ogrzania zużywa 4,00*10^3 m3 gazu ziemnego rocznie. Zakładając, że cały gaz ziemny to metan oraz, że CH4 jest gazem doskonałym w warunkach 1,00 atm i w temp 20 st C, oblicz masę spalanego gazu.

pV=nRT
liczba moli, masa molowa ---> masa (pamiętać o jednostkach, Pascale, Kelviny, metry sześć.)

[chocolate_m]

Mógłbyś mi jeszcze raz wyjaśnić to piąte zadanie? bo jakoś nie mogę go zrozumieć... Nie wiem jak mam z tych % wagowych wziąć mole...

[Inkwizytor]

\(\displaystyle{ \frac{m_a}{m_m}= \frac{n_a M_a}{n_m M_m}}\)