Методика решения задач

Определить объем занимаемый 80 г. Кислорода при температуре 17^О 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?