RSS

แก๊ส ( Gas )

แก๊ส หมายถึง สารที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยมาก ทำให้อนุภาคฟุ้งกระจายจนเต็มภาชนะที่บรรจุตลอดเวลา ดังนั้นแก๊สจึงมีปริมาตรและรูปร่างไม่แน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะของภาชนะที่บรรจุ เช่น ก๊าซนีออน ก๊าซออกซิเจน และก๊าซคลอรีน เป็นต้น

คุณสมบัติทั่วไปของของแก๊ส

แก๊สแบ่งออกได้ 2 ประเภท คือ
1) แก๊สสมบูรณ์ ( Ideal gas ) หรือก๊าซอุดมคติ หมายถึง ก๊าซที่มีสมบัติเป็นไปตามกฎต่าง ๆ ของก๊าซ ไม่ว่าที่ภาวะใด ๆ ก็ตาม ซึ่งตามความเป็นจริงแล้ว ก๊าซในธรรมชาตินั้นไม่มีที่จะเป็นไปตามกฎต่าง ๆ ได้ทุกประการ แต่เป็นเรื่องที่นักวิทยาศาสตร์ได้คิดสมมติขึ้นเพื่อจะใช้อธิบายพฤติกรรมของก๊าซต่าง ๆ ในธรรมชาติเท่านั้น
2) แก๊สจริง ( Real gas ) หมายถึง ก๊าซที่มีอยู่ในธรรมชาติทั่ว ๆ ไป ซึ่งจะไม่เป็นไปตามกฎต่าง ๆ ตามก๊าซสมมติทุกประการ โดยเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำและความดันสูงมาก ๆ อย่างไรก็ตามก๊าซจริงจะมีสมบัติใกล้เคียงกับก๊าซสมบูรณ์ได้เมื่ออุณหภูมิสูงและความดันต่ำ

ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส ใช้อธิบายสมบัติของก๊าซ

1. แก๊สประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดเล็กมาก จนถือว่าอนุภาคแก๊สไม่มีปริมาตรเมื่อเทียบกับขนาดภาชนะที่บรรจุ
2. โมเลกุลของแก๊สอยู่ห่างกัน ทำให้แรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างโมเลกุลน้อยมาก จนถือได้ว่าไม่มีแรงกระทำต่อกัน
3. โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในแนวเส้นตรง เป็นอิสระด้วยอัตราเร็วคงที่และไม่เป็นระเบียบจนกระทั่งชนกับโมเลกุลอื่นหรือชนกับผนังภาชนะจึงจะเปลี่ยนทิศทางและอัตราเร็ว
4. โมเลกุลของแก๊สที่ชนกันเองหรือชนกับผนังภาชนะ จะเกิดการถ่ายโอนพลังงานให้แก่กันได้แต่พลังงานรวมของระบบมีค่าคงที่
5. อุณหภูมิเดียวกัน โมเลกุลของแก๊สแต่ละโมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วไม่เท่ากัน แต่จะมีพลังงานจลน์เฉลี่ยเท่ากัน โดยที่ลังงานจลน์เฉลี่ยของแก๊สจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน

          ก๊าซที่มีสมบัติครบถ้วนตามทฤษฎีจลน์เรียกว่า ก๊าซสมบูรณ์ ซึ่งไม่มีจริง ก๊าซจริงอาจมี สมบัติใกล้เคียงกับก๊าซสมบูรณ์ได้ ถ้าอยู่ในระบบที่อุณหภูมิสูงและความดันต่ำ ก๊าซ ส่วนใหญ่โดยเฉพาะก๊าซเฉื่อยที่อุณหภูมิห้อง ความดัน 1 บรรยากาศ มีสมบัติใกล้เคียง กับก๊าซสมบูรณ์

ทฤษฎีจลน์อธิบายปริมาตรของก๊าซ

        สาเหตุที่ก๊าซมีปริมาตรไม่แน่นอนซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาตรของภาชนะ เนื่องจากโมเลกุลของก๊าซมีขนาดเล็ก อยู่ห่างกัน และมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อยมากจนถือว่าไม่มีเลย ดังนั้นเมื่อบรรจุก๊าซไว้ในภาชนะใดก็ตามโมเลกุลของก๊าซจะเคลื่อนที่ไปทั่วทั้งภาชนะได้อย่างอิสระ ก๊าซจึงมีปริมาตรไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับปริมาตรของภาชนะ

ทฤษฎีจลน์อธิบายความดันของก๊าซ

      เนื่องจากโมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่ตลอดเวลา ชนกันเองบ้าง ชนกับผนังภาชนะบ้าง การที่โมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่ชนผนังภาชนะตลอดเวลาทำให้เกิดแรงดัน ผลรวมของแรงดันทั้งหมดที่มีต่อหน่วยพื้นที่ก็คือความดัน

ทฤษฏีจลน์อธิบายกฏของก๊าซ

1) เมื่ออุณหภูมิึคงที่ ถ้าเราทำให้ปริมาตรของก๊าซลดลง ความดันของอากาศในภาชนะจะเพิ่มขึ้น เพราะโมเลกุลของก๊าซจะชนผนังภาชนะมากขึ้น ทำให้มีแรงดันเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม ถ้าทำให้ปริมาตรของอากาศเพิ่มขึ้น ความดันก็จะลดลง ทั้งนี้เพราะโมเลกุลของอากาศชนภาชนะด้วยความถี่น้อยลง
2) เืมื่อความดันคงที่ เหตุที่อากาศมีปริมาตรเพิ่มขึ้น เมื่อได้รับความร้อนเพราะ เมื่ออุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้น อัตราเร็วเฉลี่ยของอากาศจะเพิ่มขึ้น โมเลกุลจึงชนผนังของภาชนะบ่อยและแรง ทำให้อากาศภายในภาชนะมีแรงดันมากกว่าความดันภายนอก ( ซึ่งคงที่ ) อากาศจึงดันน้ำในภาชนะออกให้อากาศมีปริมาตรเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม เมื่ออุณหภูมิของอากาศในภาชนะลดลงจึงมีผลให้ อัตราเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลลดลงจากเดิมจึงชนได้ช้าและเบากว่าเดิม ดังนั้นความดันของอากาศในภานะจึงต่ำกว่าความดันของอากาศภายนอก ( ซึ่งคงที่ ) เป็นผลให้ความดันภายนอกดันน้ำให้เข้าไปในภาชนะทำให้อากาศในภาชนะมีปริมาตรลดลง

3) เมื่อเพิ่มอุณหภูมิ ทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้นโอกาสที่จะชนกันเอง และชนภาชนะก็จะแรงและบ่อยขึ้น เป็นผลให้ความดันมากขึ้น ( เมื่อปริมาตรยังคงเดิม )

การแพร่ของก๊ําซ

การแำพร่ของก๊าซ ( Diffusion of gases )

เป็นการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป เข้าไปในบริเวณหนึ่ง ๆ ที่มีความเข้มข้นต่างกันโดยที่โมเลกุลก๊าซแต่ละชนิดสามารถสอดแทรกผสมกลืนกัน หรืออาจชนกันระหว่างโมเลกุลของก๊าซที่เคลื่อนที่ผ่านนั้นได้ดังรูป (a)

การแพร่ผ่านของก๊าซ ( Effusion of gases )

หมายถึงกระบวนการที่ก๊าซเคลื่อนที่จากบริเวณหนึ่งผ่านรูที่เล็กมาก ๆ ออกสู่บริเวณอื่นโดยโมเลกุลไม่ชนกันเอง ดังรูป (b)

         อัตราการแพ่ของก๊าซ คือ อัตราส่วนระหว่างระยะทางของก๊าซที่เคลื่อนที่จากจุดเริ่มต้น ไปยังจุดจุดหนึ่งในแนวเส้นตรงต่อเวลา

        กฏการแพร่ผ่านของแกร์ม : ที่อุณหภูมิและความดันค่าหนึ่ง อัตราการแพร่ของก๊าซจะแปรผกผันกับรากที่สองของมวลโมเลกุึลของแก๊ส

        เนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลของแก๊สผันตรงกับความหนาแน่นจะได้

     r1 และ r2     คือ อัตราการแพร่ผ่านของแก๊สชนิดหนึ่งที่ 1 และ 2

     M1 และ M2     คือ มวลต่อโมลของแ๊ก๊สชนิดที่ 1 และ 2

     d1 และ d2     คือ มวลต่อโมลของแก๊สชนิดที่ 1 และ 2

Advertisements
 

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: