Методика решения задач
Определить объем занимаемый 80 г. Кислорода при температуре 17О С и давлении 1,5 атм.
Дано: m = 80 г. t = 17O C P = 1,5 атм. M O2 = 32 г/моль | R = 8,31 Дж/моль К m = 80 * 10-3 кг Т = 273О + 17О = 290О К Р = 1,5 * 105 Па М О2 = 32 * 10-3 кг/моль | ![]() ![]() |
V = ? | V = ? |
Ответ: объем газа равен 4 * ΙΟ-4 м3
Переходя к изучению реальных газов, следует уяснить, что допущения, применяемые в кинетической теории к идеальным газам, теряют смысл по отношению к реальным газам, т.к. у них решающую роль играют силы взаимного притяжения и размеры самих молекул.
Изучите, что такое критическая температура, а также соответствующие ей критический объем и давление, которые играют большую роль при переходе газа в жидкое состояние. Ознакомьтесь с изотермой идеального газа. Обратите внимание на применение процесса сжижения газа в холодильной технике, а жидких газов - для получения низких температур и замораживания пищевых продуктов.
При изучении жидкого состояния вещества основывайтесь на том, что жидкое состояние является промежуточным меду газовым и твердым.
По структуре и по характеру взаимодействия между частицами жидкость более сходна с кристаллами, чем с газами. Молекулы жидкости, имея возможность перемещения, сохраняют определенный порядок во взаимном расположении. В отличие от газов, в которых при обычных давлениях отсутствует какой-либо порядок в расположении частиц, в жидкостях имеется ближний порядок в расположении частиц. Вследствие теплового движения этот порядок нарушается при переходе к более дальним молекулам.
При изучении поверхностного натяжения нужно твердо уяснить, что всякая поверхность раздела обладает определенным запасом поверхностной энергии. Свободная энергия единицы поверхности называется поверхностным натяжением, которое используется при объяснении эмульгирования, адсорбции, пенообразования - процессов хорошо известных в технологии приготовления пищи.
Поверхностное натяжение σ может быть измерено той работой А, которую необходимо затратить для увеличения поверхности жидкости S:
( 7 )
Изучите зависимость поверхностного натяжения от природы жидкостей, температуры и растворенных в них различных веществ. Поверхностное натяжение имеет место в процессе приготовления пищи; приведите примеры их технологии приготовления пищи (например, при выпечке изделий из теста имеет место термовлагоперенос). Поскольку пищевые продукты являются капилляропористыми телами, часть влаги заполняет их. Если один конец нагреть, то поверхностное натяжение уменьшится, и влага начнет передвигаться от нагретого конца к холодному на основании второго закона термодинамики.
Важным свойством жидкости является вязкость, зависящая от природы жидкостей и температуры. Вязкость, или внутреннее трение, - это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одних слоев относительно других. Она имеет определенное значение в процессе приготовления пищи, ниже названный пример подтверждает это. Для увеличения вязкости котлетной массы (треска, морской окунь) добавляют яйцо.
Переходя к изучению свойств твердых тел, обратите внимание на возможность существования твердого вещества в двух состояниях, кристаллическом и аморфном. Рассмотрите основные признаки кристаллического состояния: анизотропность, полиморфизм. Необходимо ознакомиться с характером связи в кристаллах и рассмотреть типы пространственных кристаллических решеток.
Вещества, обладающие менее прочной решеткой, могут при нагревании испаряться, минуя жидкое состояние. Такой процесс получил название возгонки при сублимации. Явление сублимации нашло применение при консервировании пищевых продуктов.
Метод сублимационной сушки заключается в том, что процесс обезвоживания протекает при отрицательных температурах продукта и при среднем или глубоком вакууме, причем обязательным условием для интенсивного обезвоживания является непрерывный обогрев продукта.
Замораживание продуктов перед сушкой производят как в скороморозильных аппаратах или холодильных камерах, так и в вакууме - непосредственно в сублиматоре. В период сублимации лед, образовавшийся при замораживании, превращается в пар, минуя жидкое состояние. Сублимационной сушке подвергаются мясной фарш, рыба, творог, соусы и др. продукты сублимационной сушки почти полностью сохраняют первоначальный объем, цвет/ вкус, экстрактивные вещества и витамины, а плоды и овощи - первоначальную форму и запах.
ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ ОБУЧАЮЩИЙСЯ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ И УМЕТЬ:
- Характеристику агрегатных состояний веществ, газообразного, жидкого, твердого.
- Описывать состояние вещества (газообразное, жидкое, твердое) при изменении параметров (P,T,V).
- Записывать математическое выражение законов идеальных газов, поверхностного натяжения и вязкости жидкостей.
- Решать задачи.
ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ:
1. Какая связь называется ионной и ковалентной?
2. Чем отличаются полярные молекулы от неполярных?
3. Приведите примеры вещества с водородной связью.
4. Дайте краткую характеристику газообразного, жидкого и твердого состояния вещества.
5. Какие газы называются идеальными и реальными?
6. Напишите уравнение состояния идеального газа.
7. В каких единицах измеряется поверхностное натяжение жидкости и от чего оно зависит?
8. Как определяется поверхностное натяжение?
9. Как определяется относительная вязкость жидкостей?
10. Какие типы кристаллических решеток вам известны?
11. Какие условия требуются для разрушения, образования кристаллов?