3 Методические указания по изучению учебного материала по теме Введение

При изучении данной темы необходимо сформировать представления о содержании, значимости и роли данной дисциплины в развитии важнейших отраслей промышленности, обратить внимание на экологические проблемы химических и нефтехимических производств.

Вопросы для самоконтроля

1. Что является предметом изучения физической химии?

2. Какие разделы включает физическая химия?

3. Что является предметом изучения коллоидной химии?

4. Кто является основоположником физической химии?

5. Назовите области применения физико-химических методов исследования.

Литература: [1], с.6-8

Методические указания по теме 1.1 Молекулярно-кинетическая теория агрегатных состояний вещества

При изучении этой темы следует обратить внимание на отличие реального газа от идеального и на то, как они связываются в написании уравнения состояния. Какие поправки введены в уравнение состояния реального газа и что они учитывают, когда можно при расчетах пользоваться уравнением идеального газа, а когда надо использовать уравнение состояния реального газа.

При изучении жидкого состояния вещества надо обратить внимание на особенности жидкостей, физический смысл поверхностного натяжения, вязкости, а также на методы их определения.

При изучении твердого состояния вещества надо уяснить отличие кристаллических веществ от аморфных и как это отражается на графике t_охл. – время.

Пример 1. Газ под давлением 1,2 ^. 10⁵ Па занимает объём 4,5л. Каково будет давление, если не изменяя температуры, увеличить объём до 0,0055м³?

Решение: При решении задач условие следует записывать в сокращённом виде, как показано в примере 1. В дальнейшем сокращённая запись условия не приводится.

Используем формулу закона Бойля – Мариотта.

Дано:

Р₁ = 1,2 ^. 10⁵ Па

V₁ = 4,5 л. = 4,5 ^. 10^-3 м³ V₂ = 0,0055 м³

Р₂ - ?

Пример 2 При 37С объём газа равен 0,5 м³. Какой объём займет газ при 100С, если давление останется постоянным?

Решение. Определяем объём газа, применяя закон Гей – Люссака:

.

В градусах термодинамической шкалы температура равна:

Т₁ = 37 + 273 = 310 К

Т₂ = 100 + 273 = 373 К

Пример 3 При 22С и 95940 Па объём кислорода равен 20 л. Рассчитать объём газа при н.у. Какова плотность кислорода при заданных условиях?

Решение. Из уравнения определяем объём кислорода при н.у.

Плотность кислорода при н.у. согласно уравнения Используядля н.у. и заданных условий:

Пример 4 При 27С и 106600 Па масса 380 см³ газа равна 0,4550 г. Определить молекулярную массу (кг) газа и его плотность при 50С и том же давлении.

Решение. Выразим все величины в системе СИ:

m = 0,4550 г = 0,455^.10^-3 кг;

V = 380 см³ = 380^.10^-6 м³;

Т₁ = 273 + 27 = 300 К

Т₂ = 273 + 50 = 323 К

Из уравнения определяем

Плотность газа при н.у. согласно ;

Плотность газа при 50С рассчитываем по формуле;

Пример 5 Колошниковый газ имеет примерный состав (об. доли):СО – 0,28; Н₂ - 0,03; СО₂ – 0,1; N₂ - 0,59. Вычислить парциальные давления составляющих смесь газов, если общее давление газовой смеси 106400 Па.

Решение. Парциальные давления отдельных газов в смеси можно вычислить, используя соотношения.

и

и

Тогда P_CO = P_общ. _общ.

P_CO = 106400 ^. 0,28 = 29792 Па

PH₂ = 106400 ^. 0,03 = 3192 Па

PCO₂ = 106400 ^. 0,1 = 10640 Па

PN₂ = 106400 ^. 0,59 = 62776 Па

Пример 6 В сосуде объёмом 2000 м³ смешиваются 1 кг азота и 2 кг кислорода, и 3 кг водорода. Вычислить парциальные объёмы и давления соответствующих газов, составляющих смесь, а также общее давление газовой смеси при17С.

Решение. Вычисляем числа киломолей газов по уравнению

Т = 273 + 17 = 290 К

Из уравнения определяем общее давление смеси газов Р_общ.:

По уравнению рассчитываем парциальные давления газов в смеси:

По уравнению определяем парциальные объёмы газов: