1.     Ideální a reálné plyny – zadání

K nastudování: Peter Atkins, Fyzikální chemie, kapitola 1 – Vlastnosti plynů


Konstanty:

Molární plynová konstanta  8,314472 J mol^-1 K^-1


Příklady:

1.       Ideální plyn prochází izotermickou kompresí, která snižuje jeho objem o 2,20 dm^3. Konečný
tlak plynu je 504 kPa a konečný objem plynu 4,65 dm^3. Vypočítejte původní tlak plynu. (342 kPa)

2.       Při průmyslovém procesu zahřejeme dusík v nádobě o konstantním objemu na teplotu 227 °C.
Vypočítejte tlak při této teplotě, pokud počáteční teplota byla 27 °C a počáteční tlak 10132,5 kPa,
chová-li se dusík jako ideální plyn. (16,888 MPa)

3.       Na obrázku je znázorněna izoterma pro ideální plyn při teplotě T[1]. Do obrázku nakreslete
hyperbolickou závislost pro stejné množství plynu o teplotě 2x nižší (T[2]) a teplotě 2x vyšší
(T[3]).

4.       Na obrázku jsou nakresleny tři izochory, tj. křivky o konstantním objemu. Která z nich
odpovídá nejnižšímu objemu?

5.       Majitel domu k vytápění domu za rok spotřebuje 4 000 m^3 zemního plynu. Předpokládejme, že
všechen zemní plyn je pouze methan (  16,04 g mol^-1) a že se při tlaku 101325 Pa a teplotě 20 °C
methan chová jako ideální plyn. Jaká je za těchto podmínek hmotnost použitého plynu? (2,67 t)

6.       Hustota plynné sloučeniny při teplotě 57 °C a tlaku 20 kPa je 1,23 kg m^-3. Jaká je
molární hmotnost této sloučeniny? (169 g mol^-1)

7.       Při teplotě 500 °C a tlaku 93,2 kPa je hustota par síry (  32,065 g mol^-1) 3,710 kg m^-3.
Jaký je molekulový vzorec síry za těchto podmínek? (S[8])

8.       Jaký tlak vyvíjí 131 g xenonu (  131,293 g mol^-1) v nádobě o objemu 1,0 dm^3 při teplotě
25 °C, pokud se chová jako ideální plyn?

(i)     ideální plyn? (2,47 MPa)

(ii)   reálný plyn, jestliže  4,19·10^-1 m^6 Pa mol^-2 a  5,16·10^-5 m^3 mol^-1? (2,189 MPa)

9.       Při průmyslovém procesu zahřejeme 92,4 kg dusíku (  14,0067 g mol^-1) v nádobě o
konstantním objemu 1 m^3 na teplotu 227 °C. Vypočítejte tlak při této teplotě, chová-li se dusík
jako reálný plyn, jestliže  1,37·10^-1 m^6 Pa mol^-2 a  3,87·10^-5 m^3 mol^-1? (14,228 MPa)

10.  1 mol určitého plynu má při teplotě 0 °C a tlaku 3 MPa objem 0,5 dm^3. Vypočítejte konstantu ,
víte-li, že  0,50 m^6 Pa mol^-2. (4,6·10^-5 m^3 mol^-1)