物理:真实气体和理想气体

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例子问题

例子问题1:实气体与理想气体

在什么条件下气体最接近理想行为?

可能的答案:

高压低温

高压和高温

适度的温度和压力

低压高温

低压低温

正确答案:

低压高温

解释

假设理想气体没有分子间作力,由无体积的粒子组成。在高压下,气体粒子被迫靠得更近,分子间的力成为一个因素。在低温下,分子间的力也会增加,因为分子移动得更慢,这与液体状态下的情况类似。只要记住,理想气体的行为最接近于最有利于气体形成的条件——热和低压。

例子问题1:实气体与理想气体

下面哪个假设是正确的由理想气体定律产生?

可能的答案:

分子会随机移动

分子间的相互作用遵循库仑电斥力模型

范德华力可以忽略不计

分子的尺寸比容器小得多

分子始终遵循牛顿运动定律

正确答案:

分子间的相互作用遵循库仑电斥力模型

解释

在理想气体定律下,我们假设分子之间的相互作用非常短暂,所涉及的力可以忽略不计。分子相互作用时服从库仑定律的假设是不必要的;相反,理想气体必须无视库仑定律。

理想气体定律只假设牛顿力学,不考虑任何分子间力或电磁力。

例子问题1:实气体与理想气体

下面哪个因素会起作用解释为什么真实气体的测量值偏离理想值?

可能的答案:

所有这些因素都会导致理想值的偏离

分子间作用力

气体粒子本身的体积

气体粒子之间的体积

正确答案:

气体粒子之间的体积

解释

真实气体的测量与理想气体的预测有偏差,因为理想气体没有考虑分子间作力和粒子本身的体积。对于理想气体,考虑了粒子间空间的体积,它不会导致理想气体行为的偏离。

分子间的引力使实际压强略小于理想压强,而气体粒子的体积使实际体积略大于理想体积。

示例问题3:实气体与理想气体

实际气体理想压力的定义如下:

常数表示吸引系数。如果分子相互吸引,这个值为正,如果分子相互排斥,这个值为负。

下面哪个选项的吸引系数是负的,,如果是气态的呢?

可能的答案:

二氯甲烷

镁的电子构型是

氯化钠

氧的电子排布是

正确答案:

镁的电子构型是

解释

题目想让你选一个吸引系数为负的分子,.问题说,相互排斥的分子会带负电荷.回想一下,相似的电荷相互排斥;因此,你要找的是电离分子(带正电荷或负电荷的分子)。在一个封闭的容器中,这些分子将被迫相互接触并产生斥力。

二氯甲烷是中性分子。这意味着二氯甲烷分子不会相互排斥。同样,氯化钠是中性分子,不会产生排斥力。氧的电子排布是,也是中性分子。如果你看元素周期表,当有6个价电子时,氧的中性状态发生。在这个电子构型中氧的最外层它总共有6个电子;因此,氧有6个价电子,是中性的。

另一方面,镁,它的电子构型是,不是中性的。回忆一下,一个中性镁原子有两个价电子和一个电子构型.然而,这个问题中的镁原子失去了两个电子轨道)并带正电荷;因此,镁原子被电离,会互相排斥,并有负电

例子问题1:实气体与理想气体

考虑一个量恒定,压强恒定的真实气体。它的温度还有一卷.如果温度翻倍,体积会怎样?

可能的答案:

体积会变成

体积会小于

体积会变成

体积会大于

正确答案:

体积会小于

解释

这个问题可以用查尔斯定律或理想气体定律(转化为化合气体定律)来解决。

查理定律:

理想气体定律:

题目说压强和摩尔保持不变;因此,体积和温度成正比。如果问题是关于理想气体的,当温度翻倍时体积会翻倍

理想气体的体积会翻倍;然而,这个问题问的是一种真实的气体。为了找到体积和温度之间的正确关系,我们需要看看实际气体体积的方程。记住,我们关心的体积是容器中自由空间的体积,由容器体积减去气体粒子的体积给出。实际气体体积方程包括容器的体积和气体粒子的体积。对于真实气体,体积为:

在这个方程,气体粒子的摩尔数和是大系数。这个方程表明,真实气体的自由空间体积总是小于理想气体的自由空间体积;因此,温度翻倍产生的体积小于理想气体的预期体积。那么,答案一定小于初始体积的两倍。

注意理想气体的体积系数,,等于零,空闲空间的体积等于容器的体积.这是因为对于理想气体,气体粒子的体积可以忽略不计。

例子问题1:实气体与理想气体

下面哪一种气体最不稳定理想的情况下?

可能的答案:

正确答案:

解释

理想气体的质量应该很低,分子间作力也应该很弱。相反,非理想气体应该有很大的质量和/或有很强的分子间作力。因此,正确答案是它有很强的分子间作力,氢键。非极性气体,如氧和其他双原子气体的分子间作力非常弱,因此表现理想。

例子问题1:实气体与理想气体

下列哪项与实际气体有关,而与理想气体无关?

一、气体粒子体积

2气体粒子间的分子间力

3集装箱的体积

可能的答案:

第三只

我和二世

我只

我和第三

正确答案:

我和二世

解释

对于理想气体有两个主要假设(以及几个较小的假设)。首先,理想气体的气体粒子必须没有分子体积。第二,气体粒子之间不能相互施加分子间作力;因此,在理想气体中,诸如氢键、偶极-偶极相互作用和伦敦色散力等力是无关紧要的。理想气体的其他小假设包括粒子的随机运动(没有电流),与容器壁缺乏分子间相互作用,完全弹性碰撞(分子间作用力为零的必然结果)。

然而,对于真实的气体,这些假设是无效的。这意味着真正的气体粒子具有分子体积,并相互施加分子间的力。

回忆一下理想气体定律中的体积是容器内可用的自由空间的体积。对于理想气体,自由空间体积等于容器的体积,因为气体粒子不占体积;然而,对于真实的气体,自由空间体积是容器的体积减去气体粒子的体积。虽然自由空间体积的确切值会有所不同,但容器的体积对真实气体和理想气体都很重要。

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