แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal...
Transcript of แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal...
![Page 1: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/1.jpg)
แกส
(Gas)
สาขาวชาเคม
คณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร
มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน
403117-2551
![Page 2: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/2.jpg)
2
เนอหา
1. สมบตทวไปของแกส
2. กฎทวไปของแกส
3. กฎแกสสมบรณแบบ
4. กฎของดาลตน
5. ทฤษฏจลนโมเลกลของ
แกส
6. การแจกแจงความเรว
โมเลกล
7. กฎการแพรผานของเกรแฮม
8. พฤตกรรมของแกสจรง
9. สมการแวนเดอรวาลส
![Page 3: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/3.jpg)
3
สมบตทวไปของแกส
1. โมเลกลของแกสอยหางกนมากกวาของเหลวและ
ของแขง จงเปนผลใหมแรงดงดดระหวางโมเลกลนอย
มาก หรอไมมแรงดงดดเลยในแกสสมบรณแบบ
2. แกสมความหนาแนนนอยกวาของเหลวและของแขง
3. โมเลกลแกสมการเคลอนทอยตลอดเวลาในทกทศทาง
อยางไมเปนระเบยบและเคลอนทเปนเสนตรง
![Page 4: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/4.jpg)
4
5. โมเลกลของแกสในภาชนะเมอเกดการชนกนแลว
โมเมนตมโดยรวมจะไมเทากบศนย
4. แกสไมมรปรางและปรมาตรทแนนอนแตจะมรปราง
และปรมาตรตามภาชนะทบรรจ
สมบตทวไปของแกส
![Page 5: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/5.jpg)
5
การวดปรมาตร อณหภมและความดน
ปรมาตร หมายถง ปรมาตรของภาชนะทบรรจแกสนน วดเปนหนวยปรมาตร เชน L, mL, dm3, cm3, m3
อณหภม วดโดยมาตราสวนเคลวน (K) หรอมาตราสวนอณหภมสมบรณ
ความสมพนธระหวางมาตราสวนเซลเซยสและเคลวน
T (K) = 273.15 + t (°C)
= 273 + t (°C) โดยประมาณ เรยกวา อณหภมสมบรณ (absolute temperature scale)
![Page 6: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/6.jpg)
6
ความดน หมายถงแรงกระทาตอหนวยพนททตงฉากกบแรงนน
การวดปรมาตร อณหภมและความดน
ความสมพนธของความดนหนวยตาง ๆ
![Page 7: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/7.jpg)
7
อณหภมและความดนมาตรฐาน (STP)
อณหภมมาตรฐาน = 0 °C หรอ 273.15 K
ความดนมาตรฐาน = 1 atm
![Page 8: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/8.jpg)
8
กฎทวไปของแกส
โรเบรต บอยล (Robert Boyle)
“เมออณหภมและมวลคงท ปรมาตรของแกสใด ๆ
จะแปรผกผนกบความดน”
เขยนความสมพนธไดดงน
V α 1/P เมอ T และ n คงท
PV = k
กฎของบอยล (Boyle’s Law)
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/aboyle.html
![Page 9: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/9.jpg)
9
ความสมพนธระหวาง P และ V ของแกส
![Page 10: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/10.jpg)
10
กฎของชารลส (Charle’s law)“เมอความดนคงท ปรมาตรของแกสจะแปรผน
โดยตรงกบอณหภมสมบรณ”
V α T
kT
V=
กฎทวไปของแกส
![Page 11: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/11.jpg)
11
ความสมพนธระหวางปรมาตรของแกสกบอณหภม
เมอความดนคงท โดยท P1 < P2 < P3 < P4
![Page 12: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/12.jpg)
12
กฎของเกย-ลสแสค (Gay-Lussac’s Law)
“ความดนของแกสใด ๆ จะแปรผนโดยตรงกบ
อณหภมเมอปรมาตรคงท”
kT
P=
P α T
กฎทวไปของแกส
![Page 13: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/13.jpg)
13
กฎของอะโวกาโดร (Avogadro’s law)
“ทอณหภมและความดนคงทแกสทมปรมาตรเทากนจะมจานวนโมเลกล (n) เทากน”
V α n
kn
V=
กฎทวไปของแกส
![Page 14: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/14.jpg)
14
กฎแกสสมบรณแบบ (Ideal Gas Law)
เปนการรวมกฎของบอยล ชารลส และอะโวกาโดร
Avogadro’s law V α n เมอ P, T คงท
Charle’s law V α T เมอ P, n คงท
Boyle’s law 1P
V α เมอ T, n คงท
nTP
V αRnT
PV =
PV = nRT
![Page 15: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/15.jpg)
15
R = คาคงทของแกส (gas constant)
กฎแกสสมบรณแบบ (Ideal Gas Law)
PV = nRT
สมการทไดเรยกวา “ สมการแกสสมบรณแบบ”
![Page 16: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/16.jpg)
16
คา R หาไดจากแกส 1 โมลท STP
R = PV/nT
= 1 atm x 22.4 L
1 mol x 273 K
= 0.08206 L atm mol-1 K-1
= 8.314 J K-1 mol-1
= 1.987 cal K-1 mol-1
กฎแกสสมบรณแบบ (Ideal Gas Law)
![Page 17: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/17.jpg)
17
กฎแกสสมบรณแบบ (Ideal Gas Law)
เมอแกสสมบรณแบบซงอยท
เปลยนเปนสภาวะ
P1V1 = n1RT1
R = P1V1
n1T1
P2V2 = n2RT2
R = P2V2
n2T2
P1V1 = P2V2
n1T1 n2T2
P1V1 = P2V2
T1 T2
ดงนน เมอ n คงท
P2 V2 และ T2สภาวะ P1 V1 และ T1
![Page 18: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/18.jpg)
18
กฎแกสสมบรณแบบ (Ideal Gas Law)
ตวอยาง จงหาปรมาตรของแกส Cl2 13.7 g ทอณหภม 45 oC และความดน 760 mmHg
PV = nRT
V = nRT
P
n = 13.7 g = 0.193 mol
35.5×2 g.mol-1
V = 0.193 mol × 0.082 L.atm.mol-1.K-1 × (45+273)K
760mmHg/760mmHg.atm-1
= 5.03 L
![Page 19: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/19.jpg)
19
ตวอยาง แกส O2 ท STP บรรจในภาชนะปดทมปรมาตร 1.00 L เมอใหความรอน จนอณหภมเปน 100 oC ความดนของแกส O2 จะเปนเทาไร
P1V1 = P2V2
n1T1 n2T2
P2 = P1T2
T1
เนองจากไมมการเปลยนแปลงจานวนโมลและปรมาตรของแกส O2
จาก
ดงนน
P2 = 1 atm × (100+273) K
273 K
P2 = 1.37 atm
![Page 20: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/20.jpg)
20
การประยกต Ideal-Gas Equation
1. หาความหนาแนนและ มวลโมเลกลของแกส
Ideal Gas Equation PV = nRT
= nV
PRT
= P
RTm
M V
= P
dRTM
= PMRT
d
= n mM
= d mV
เมอ
![Page 21: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/21.jpg)
21
ตวอยาง จงหาความหนาแนนของแกสออกซเจน(O2)ท
298 K ความดน 0.987 atm
= PMRT
d
= 0.987 atm×(16.0 ×2) g.mol-1
0.082 L.atm.mol-1.K-1×298Kd
= 1.29 g/Ld
การประยกต Ideal-Gas Equation
![Page 22: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/22.jpg)
22
แบบฝกหด แกส 1.27 g มปรมาตร 1.07 L ท 25°C 737 mmHg
แกสนควรเปน NO หรอ NO2
![Page 23: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/23.jpg)
23
2. การหาปรมาณสมพนธของแกสในปฏกรยา
การประยกต Ideal-Gas Equation
ตวอยาง จากปฏกรยา
2Al (s) + 6HCl (aq) → 2AlCl3(aq) + 3H2(g)
จงหาปรมาตรของแกส H2 ทเกดจากปฏกรยาของ Al 1.00 g ท STP
![Page 24: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/24.jpg)
24
2Al (s) + 6HCl (aq) → 2AlCl3(aq) + 3H2(g)
จานวนโมลของ Al = 1.00 / 27 = 0.037 mol
จากสมการ Al 2 โมลเกด H2 3 โมล
Al 0.037 โมลเกด H2 3 × 0.037 โมล
2
= 0.056 โมล
แกส H2 1 โมลท STP มปรมาตร 22.4 ลตร
แกส H2 0.056 โมลท STP มปรมาตร 22.4× 0.056 ลตร
= 1.24 ลตร
![Page 25: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/25.jpg)
25
แบบฝกหด
1. จากปฏกรยา
2KClO3 → 2KCl + 3O2
จงหาปรมาตรของแกส O2 ทเกดขนท 25°C ความดน 765 torr เมอใช KClO3 1.57 g
![Page 26: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/26.jpg)
26
แกสผสมและความดนยอย
(Gas Mixtures and Partial Pressures)
John Dalton พบวา “เมอนาแกส 2 ชนดขนไปซงไมทาปฏกรยาตอ
กนไวในภาชนะเดยวกน แกสแตละชนดจะกอใหเกดความดนใน
ภาชนะนนเหมอนอยตามลาพง และความดนรวมจะเทากบความ
ดนของแกสแตละชนดรวมกน”
Dalton’s law Pt = P1 + P2 + P3 +….
เมอ Pt คอ ความดนรวมของแกสผสม
P1 , P2 , P3 คอ ความดนของแกสชนดท 1, 2 และ 3
ตามลาดบ หรอเรยกวาความดนยอย
![Page 27: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/27.jpg)
27
( )
V
RT
V
RT
V
RT
V
RT
V
RT
nP
nnnP
nPnPnP
tt
t
=
+++=
===
.......
,,
321
332211
แกสผสมและความดนยอย
เมอแกสผสมแตละตวเปนอสระซงกนและกนและ
เปนแกสสมบรณแบบ
เมอ nt คอ จานวนโมลรวมของแกสผสม
n1, n2, n3,…… คอ โมลของแกสตวท 1, 2 และ 3 และตวอน ๆ
![Page 28: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/28.jpg)
28
ความดนยอยและเศษสวนโมล
ความสมพนธความดนยอยและความดนรวมเปนดงน
P1
Pt
n1RT/ V
ntRT/ V
n1
nt
= =
P1
Pt
n1
nt
= = x1
n1
nt
= x1 เรยกวาเศษสวนโมลของแกสท 1
P1 Pt
n1
nt
= = x1Pt
![Page 29: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/29.jpg)
29
ตวอยาง แกส H2 1.0 g ผสมกบแกส He 5.0 g จงหาความ
ดนยอยของแกสทงสองซงมปรมาตร 5.0 L ท 20°C
PtntRT
V=
จานวนโมล H2 = 1.0 g / 1.0×2 g.mol-1 = 0.5 mol
จานวนโมล He 5.0 g / 4.0g.mol-1 = 1.25 mol
Pt(0.5+1.25) × 0.082 ×(20+273)
5.0=
Pt = 8.41 atm
ความดนยอยและเศษสวนโมล
![Page 30: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/30.jpg)
30
PH2 Pt
nH2
nt
= = x1Pt
PH2
0.5
(0.5+1.25)= × 8.41
PH2 = 2.40 atm
PHe
1.25
(0.5+1.25)= × 8.41
PHe = 6.01 atm
ความดนยอยและเศษสวนโมล
![Page 31: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/31.jpg)
31
ทฤษฎจลนโมเลกลของแกส
(Kinetic Molecular Theory)
อธบายพฤตกรรมของแกสสมบรณแบบในระดบโมเลกล สรปไดดงน
1. แกสประกอบดวยโมเลกลทเลกมาก โดยทโมเลกล
อยหางกนมาก โมเลกลมขนาดเลกมากเมอเทยบกบ
ระยะหางระหวางโมเลกล และปรมาตรของโมเลกลม
นอยมากจนไมคานงถง
2. โมเลกลของแกสไมมทงแรงดงดดและแรงผลก
![Page 32: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/32.jpg)
32
ทฤษฎจลนโมเลกลของแกส
4. เมอโมเลกลมการปะทะกนหรอชนฝาผนง จะไมมการ
สญเสยพลงงาน (elastic collision)
5. พลงงานจลนเฉลยของแกสเปนปฏภาคกบอณหภมเคล
วน และพลงงานจลนเฉลยของแกสทกชนดมคาเทากนท
อณหภมเดยวกน
3. โมเลกลมการเคลอนทตลอดเวลา โดยการเคลอนท
เปนเสนตรง เมอปะทะโมเลกลอนหรอชนผนงจะมการ
เปลยนทศทาง
![Page 33: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/33.jpg)
33
RTE
nRTEPV
23
32
=
==สมการแสดงความสมพนธระหวางพลงงานจลนกบอณหภม
ถา T = 0 K จะทาให E = 0 โมเลกลไมมการเคลอนท
ถา T > 0 โมเลกลจะเคลอนทได
แสดงวา
พลงงานททาใหโมเลกลเคลอนทเกดจากความรอนเทานน
ทฤษฎจลนโมเลกลของแกส
![Page 34: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/34.jpg)
34
การคานวณความเรวเฉลยของโมเลกล
M
RT
RTE
E
V
MV
MV
32
232
21
221
=
==
=
นยมเขยนแทน
M
RTVV
VV
rms
rmsดวย
32
2
==
Vrms เปนรากทสองของความเรวกาลงสอง
(root –mean-square velocity)
พลงงานจลน
![Page 35: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/35.jpg)
35
การแจกแจงความเรวของโมเลกล
“การคานวณโอกาสทจะพบโมเลกลทมความเรวอยในชวงหนง ๆ
ทอณหภมคงท”
ซงอาศยกฎการแจกแจงของแมกซเวลล-โบลตมานน
m
2πkTP(V) = 4π
32
. V2 e-mV/2kT
P(V) คอ โอกาสทจะพบอเลคตรอนทมความเรวอยในชวงระหวาง
V กบ V + dV
k คอ คาคงทโบลตมานน = 1.38 x 10-23 JK-1
e = 2.71
![Page 36: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/36.jpg)
36
เมอเขยนกราฟระหวาง P(V) กบ V ทอณหภมคงท
จะไดกราฟดงรป
กราฟแสดงความสมพนธระหวาง P(V) กบ V
การแจกแจงความเรวของโมเลกล
![Page 37: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/37.jpg)
37
การแจกแจงความเรวของโมเลกล
จากสมการของแมกซเวลล-โบลตมานน
สามารถคานวณความเรวเฉลย (mean velocity, V)
และความเรวทเปนไปไดมากทสด
(most probable velocity, Vmp)
ซงเปนความเรวตรงจดสงสดของกราฟได
M
kT
M
RT
m
kTV
V mp
8
88
=
==ππ
![Page 38: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/38.jpg)
38
ความเรวทงสามชนดจะมคาไมเทากนแตกใกลเคยง
กนมาก และแปรผนตามอณหภมและนาหนก
โมเลกล ถาหาอตราสวนระหวางความเรวทงสาม
ชนดทอณหภมเดยวกนจะได
Vmp : V : Vrms = 1 : 1.13 : 1.22
การแจกแจงความเรวของโมเลกล
![Page 39: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/39.jpg)
39
กฎการแพรผานของเกรแฮม
การแพรผาน (effusion) หมายถงกระบวนการท
แกสเคลอนทจากบรเวณหนงผานรทเลกมาก ๆ
ออกสบรเวณอนโดยโมเลกลไมชนกนเองเลย
การแพร (diffusion) เปนการฟงกระจายของแกสจาก
บรเวณทมความเขมขนสงไปยงบรเวณทมความ
เขมขนตากวา โดยโมเลกลมโอกาสชนกนได
ตลอดเวลา
![Page 40: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/40.jpg)
40
การแพรผานของโมเลกล ของแกสโดยผานรเลกๆ
กฎการแพรผานของเกรแฮม
รเลกโมเลกลแกสท
แพรผาน
![Page 41: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/41.jpg)
41
กฎการแพรผานของเกรแฮม
เกรแฮมเสนอวา “อตราการแพรผาน, r ของแกส
แปรผกผนกบรากทสองของความหนาแนน, d”
dr 1α
เมอเปรยบเทยบการแพรผานของแกส A และ B ภายใตสภาวะเดยวกน จะได
dd
r
r
A
B
B
A =
![Page 42: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/42.jpg)
42
กฎการแพรผานของเกรแฮม
จากกฎของแกสสมบรณแบบ ความหนาแนนแปรผน
โดยตรงกบนาหนกโมเลกล (M)
MM
r
r
A
B
B
A =
อตราการแพรผานของแกสควรจะเปนสดสวนโดยตรง
กบอตราเรวเฉลยของโมเลกล
MM
v
v
r
r
A
B
B
A
B
A ==
![Page 43: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/43.jpg)
43
ตวอยาง อารกอน (Ar) แพรผานรเลก ๆ รหนง ดวยอตราเรว
3.56 mL.min-1 แกสไฮโดรเจน (H2) จะแพรผานรนดวย
อตราเรวเทาไรภายใตสภาวะเดยวกน
min.15.92
3.56.
.
mLr
r
MMrr
MM
r
r Ar
H
H
H
ArH
Ar
H
H
Ar
1
201040
2
2
2
2
2
2
−
×
=
=
=
=
กฎการแพรผานของเกรแฮม
![Page 44: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/44.jpg)
44
พฤตกรรมของแกสจรง
(Real Gas Behavior)สาหรบแกสสมบรณแบบ 1 โมลอตราสวน PV/RT = 1
แตจากการศกษาพฤตกรรมของแกสทความดนและอณหภมตาง ๆ
พบวาอตราสวนนไมเทากบ 1
![Page 45: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/45.jpg)
45
จาก PV = nRT
จากกราฟเมอ P 0 และท T สง ๆ
จะไดวา 1
แสดงวา
“แกสจรง (real gas) มพฤตกรรมเปนแกสสมบรณแบบ
(ideal gas) เมอความดนตามากและอณหภมสง”
PVRT
พฤตกรรมของแกสจรง
![Page 46: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/46.jpg)
46
โยฮนนส แวนเดอรวาลส เสนอสมการสาหรบใชกบ
แกสจรง เรยกวา van der Waals equation
( ) nRTnbVPV
an=−
+
2
2
a และ b คอคาคงทแวนเดอรวาลส
(van der Waals constants)
ขนอย กบชนดของแกส และไดจาก
การทดลองดงตาราง
สมการแวนเดอรวาลส
![Page 47: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/47.jpg)
47
an2
V2เปนการปรบความดนของแกสจรงเนองจาก
แกสจรงมแรงดงดดระหวางโมเลกล ทาให
แรงเนองจากการชนผนงมคาลดลง ดงนน
ความดนของแกสลดตาลง โดยความดนท
ลดลงขนอย กบ
1. จานวนครงของการชนระหวางโมเลกลกบผนง
2. แรงทลดในการชนแตละครง
และทงสองปจจยขนกบความเขมขน (n/V)
โดย
สมการแวนเดอรวาลส
![Page 48: แก๊ส - chem.flas.kps.ku.ac.th · กฎแก๊สสมบูรณ์แบบ (Ideal Gas Law) เป็นการรวมกฎของบอยล์ ชาร์ลส์](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021621/5cd0fe6e88c993b1088bf250/html5/thumbnails/48.jpg)
48
nbV − เปนการปรบปรมาตรของแกสจรง
เนองจากโมเลกลของแกสจรงมปรมาตร ดงนนปรมาตร
ทใชในการคานวณควรเปนปรมาตรทไมรวมปรมาตรของ
โมเลกลแกส
สมการแวนเดอรวาลส