. 2שאלה

)א

: נתון

T = 273 K

P = 1 atm

ρ = 1.29 gr/litr

-------------------------------------

?=xO2=? xN2=? PO2=? PN2: ל"צ

STP

:פתרון

כלומר לא תלויים בכמות , שבר מולי ולחץ הם גדלים אינטנסיביים

לכן לצורך הפתרון ניתן לבחור כמות . של חומר ונפח של מערכת

:ניקח מול אחד. כלשהי של אוויר

molegr88.28

atm1

K273moleKatmlitr082.0

molegr29.1

PRT)air(Mw

RTPMw

=×

×××

=

=ρ

=⇒⋅

=ρ

:ר מורכב מחמצן וחנקן בלבד ולכן ניתן לרשום שתי משוואותכי אווי, נתון. גרם28.88מול אחד של אוויר שוקל , כלומר

Mw(N2)×n(N2) + Mw(O2)×n(O2) = 28.88 gr

n(N2) + n(O2) = 1 mole

. מולים של חומר' הינו מס– nכאשר

.n(N2) = 0.78 mole, n(O2) = 0.22 mole: נותן n(N2) - ו n(O2)פתרון של שתי משוואות עבור

:ולי מוגדר ככמות המולים של חומר חלקי כמות המולים הכוללתשבר מ

22.0mole1

mole22.0n

)O(n)O(xtot

22 ===

x(N2) = 1 = x(O2) = 0.78 – גודל חסר יחידות שימו לב כי שבר מולי הוא.

:לחץ חלקי של גז מוגדר כשבר מולי של אותו גז מוכפל בלחץ הכללי במערכת

atm78.0atm178.0P)N(x)N(Patm22.0atm122.0P)O(x)O(P

tot22

tot22

=×=×==×=×=

:נתון) ב

m(empty) = 37.94 gr

m(empty+air) = 38.079 gr

T = 273 K

P = 1 atm

m(empty+CH4+C2H6) = 38.0347 gr

% CH4 = ?

:פתרון

. גרם0.139 = 38.079-37.94= לפי הנתון משקל האוויר בכלי זכוכית

מולים של אוויר בכלי ' בסעיף הקודם מצאנו את מסה מולרית של אוויר ולכן מס

n(air) = 0.139/28.88 = 4.81×10-3 mole: הוא

תפסת אותה כמות מולים כמו אוויר CH4+C2H6ניתן להסיק כי תערובת גזים

. יבש כי חוק גזים אידיאלים לא תלוי בסוג של החומר אלא רק בכמות מולים

gr 0.0947 = 37.94–38.0347: משקל של תערובת זו

n(CH4)+n(C2H6) = 4.81×10-3 mole: לכן

n(CH4)×Mw(CH4) + n(C2H6)×Mw(C2H6) = 0.0947 gr

n(CH4) = 3.54×10-3 moleל נותן "רון של מערכת משוואות הנפת

:לכן אחוז של מתאן בתערובת

%86.59%100gr0947.0

molegr16mole1054.3

%100m

)CH(Mw)CH(n%100mm

)CH%(3

tot

44

tot

CH4

4 =×××

=××

=×=

−

1פתרון תרגיל

.3שאלה

.4שאלה

.5שאלה

משוואת מצב הנתונה לנו הינה . נקודה קריטית אנו מגדירים כנקודת פיתול של איזותרמה: במלים פשוטות

).פחואלס הינו פולינום מסדר שלישי בנ-דר-משואת ון, לעומת זאת( ולכן אין לה נקודת פיתול פרבולה

11שאלה

.6שאלה

.7שאלה

.8שאלה

.9שאלה

.10שאלה

12שאלה

לאו דווקא גז ון דר ( גז לא אידיאלי כלשהו ונתון כי חמצן הנ

בלחץ mPVמהגרף ניתן ללמוד כי התלות של !). ואלס

כלומר (חלשה ( )

1m

m

PVPV

Δלכן ניתן להניח כי ) >>

נבחר את .בתחום הלחצים בניסוי הגז קרוב לאידיאלי

:הנקודה בה הלחץ הנמוך ביותר ונניח עבורה

58.93718.66

0.082

mm

lit atmPV molPV RT T K

lit atmRmol K

→ = =

.ב

: נתון כי השיפוע לא משתנה( )

0.0001m

T

PV lit atmP mol torr

∂⎛ ⎞=⎜ ⎟∂⎝ ⎠

.RT בשיעור yהכפלת הטמפרטורה משמעה הסטת החיתוך עם ציר

0.0001: משוואת הקו החדשה 2 718.66mlit atmPV P R K

mol torr= ⋅ + ⋅

:PVmמנת למצוא את - עלP=8000 torrכעת כל מה שנותר הוא להציב במשוואה

0.0001 8000 2 58.93 118.6mlit atm lit atm lit atmPV torr

mol torr mol mol= ⋅ + ⋅ =

13שאלה

התנהגות אעלינו למצו, בדומה לשאלה הקודמת

, של גז ראלי בגבול של לחצים נמוכים מאוד

. בו גז מתנהג כאידיאליP 0בגבול , דהינו

: חץ עבור גז אידיאלי הינוהקשר בין צפיפות ול

RTPMw×

=ρ ולכן אם נמצא ערך של ρ/P

. ל נדע לחשב את מסה מולרית"בגבול הנ

מהגרף אנו רואים כי נקודת חיתוך של הקו עם

:מתיל אתר היא- ולכן מסה מולרית של דיT = 298 Kהנתונה היא ' טמפ. 1.8748 היא Yציר

y = 0.0001x + 58.9R2 = 0.9944

58.9

58.92

58.94

58.96

58.98

59

59.02

59.04

200 400 600 800 1000

P [torr]

PVm

[litr

*atm

*mol

e -1

]

K298moleKatmlitr082.0

atmlitrgr8748.1RT8748.1Mw

atmlitrgr8748.1

RTMw

×××

××

=×=⇒⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

×=

צפיפות/לחץ כתלות בלחץ של די-מתיל אתר

y = -0.1481x + 1.8748

1.7

1.72

1.74

1.76

1.78

1.8

1.82

1.84

1.86

1.88

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2לחץ [אטמ]

ץ לח

ת/פופיצ

[(טמ*אטרלי

ם/(גר

]

molegr8.45Mw =

ערך "מתיל אתר ידוע ניתן לחשב את -מכיוון שנוסחה של די. יזהו ערך הניסיונ –

Mw(C2H6O) = 46 gr/mole: לצורך בדיקת נכונות הניסוי" התאורטי