สารที่มีค่าลดทอนเหมือนกัน

1. 34 สารที่มีค่าลดทอนเหมือนกัน • จัดว่าอยู่ในสภาวะที่สอดคล้องกัน • มีแนวโน้มที่จะมีสมบัติคล้ายคลึงกัน จากหลักของสภาวะที่สอดคล้อง และค่าวิกฤตต่างๆ จะสามารถหาค่า P, V และ T ได้

2. 35 Compressibility factor, Z Reduced pressure, Pr ความสัมพันธ์ระหว่างcompressibility factorกับตัวแปรลดทอนสำหรับแก๊สต่าง ๆ

3. 36 ใช้สมการของแก๊สอุดมคติ PV = RT เพื่อ กำหนดอุณหภูมิ ที่ P ต่ำ แก๊สจะมีPV 0เมื่อ T ต่ำกว่า -273 oC เล็กน้อย อุณหภูมิสัมบูรณ์ (ABSOLUTE TEMPERATURE) มาตราอุณหภูมิของแก๊สอุดมคติ ( Ideal Gas Temperature Scale)

4. 37 อุณหภูมินี้เป็นขีดจำกัดล่างของมาตราอุณหภูมิ เรียกว่า อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ (absolute zero temperature) เนื่องจากไม่สามารถทำให้ แก๊สมีอุณหภูมิลดลง ถึงศูนย์องศาสัมบูรณ์ได้ จึงใช้ อุณหภูมิที่จุด ร่วมสาม (triple point temperature, Tt ) ของน้ำ ในการหาอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์

5. 38 C E Pressure (atm) B Tt = 273.15 oC A (oC) Temperature (o C) แผนภาพวัฏภาคของน้ำ T(K) = t ( oC) + 273.15

6. 39 สมการของสถานะสำหรับแก๊สจริง (EQUATION OF STATE FOR REAL GAS) Van der Waals เสนอว่า 1. ความดันของแก๊ส เกิดจากการที่โมเลกุลของแก๊ส เคลื่อนที่ชนผนังภาชนะ ถ้าแก๊สมีแรงดึงดูด ระหว่างโมเลกุล ความดันแก๊สที่วัดได้จะน้อยกว่า ความดันของแก๊สอุดมคติ เนื่องจาก

7. 40 ความดันที่ลดลง ต n2 V2 Pideal = Preal+ a n2 V2 (1) แรงที่ชนผนังภาชนะลดลง ต ความเข้มข้นของโมเลกุล (n / V) (2) จำนวนครั้งของการชนลดลง ต ความเข้มข้นของโมเลกุล (n / V) a = ค่าคงที่ ขึ้นกับแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล

8. 41 2. แก๊สอุดมคติไม่มีปริมาตรโมเลกุล แต่แก๊สจริง มีปริมาตรโมเลกุล ปริมาตรส่วนหนึ่งของภาชนะ จะมีโมเลกุลของแก๊สอยู่ ถ้าใส่โมเลกุลใหม่เข้าไป จะเคลื่อนที่ได้เฉพาะช่องว่างที่เหลือ ปริมาตรที่โมเลกุลใหม่ไม่สามารถเคลื่อนที่เข้าไปได้ เรียกว่าปริมาตรที่ถูกกีดกัน (excluded volume, b ) Videal = Vreal- nb

9. 42 (P+ a n2 )( V - nb ) = nRT V2 IDEAL GAS EQUATION : PV = nRT VAN DER WAALS EQUATION:

10. 43 ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติ (KINETIC THEORY OF IDEAL GASES) ทฤษฎีนี้อาศัยข้อสมมุติดังนี้ 1. แก๊สอุดมคติประกอบด้วยโมเลกุลที่มีมวล แต่ไม่มี ปริมาตร 2. โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่ตลอดเวลา ทุกทิศทาง อย่างไม่เป็นระเบียบ โดยการเคลื่อนที่แบบเลื่อนที่ (translation motion)ของโมเลกุลเท่านั้นที่มีผลต่อ ความสัมพันธ์ของ P, V, T, n

11. 44 Translation kinetic energy = 1 mv2 2 3. ไม่มีแรงดึงดูด / แรงผลักระหว่างโมเลกุล ดังนั้น การชนกันของโมเลกุล จึงไม่มีการรับ / สูญเสีย พลังงาน เรียกว่า การชนแบบยืดหยุ่น (elastic collision)

12. 45 KINETIC PRESSURE EQUATION: P = 1 Nomv2 = 2 Etrans 3 V 3 V KINETIC TEMPERATURE EQUATION: T = mv2 = 2 Etrans3k 3 R

13. 46 V = ปริมาตรต่อโมลของแก๊ส Etrans= พลังงานจลน์ในการเลื่อนที่ของโมเลกุลใน 1 โมล m = มวลของ 1 โมเลกุล v = ความเร็วในการเคลื่อนที่ของโมเลกุล No = เลขอาโวกาโดร R = ค่าคงที่ของแก๊ส = 8.314 J K-1 mol -1 k = ค่าคงที่ของ Boltzmann = R / N0 = 1.381 x 10-23 J K-1 molecule-1

14. 47 l = V 2 1/2pNd2 ระยะเสรีเฉลี่ย (Mean Free Path, l ) คือ ระยะทางเฉลี่ยระหว่างการชนกันของโมเลกุล d = เส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุล

15. 48 ถ E ถV = 0 นิยามที่สมบูรณ์ของแก๊สอุดมคติ แก๊สอุดมคติไม่มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล ดังนั้น พลังงานภายในจะไม่ขึ้นกับระยะทางระหว่างโมเลกุล IDEAL GAS EQUATION : IDEAL GAS EQUATION :PV = nRT แก๊สใดๆ ที่เป็นไปตามสมการทั้งสองนี้ จัดเป็น แก๊สอุดมคติ

16. 49 พลังงานภายใน (Internal energy, E) คือ พลังงานที่มีอยู่ในสารนั้นๆ ได้แก่ 1. พลังงานทางไฟฟ้าที่เกิดจากแรงดึงดูดของ e- กับ นิวเคลียส และแรงผลักระหว่าง e- กับ e-( Eelect) 2. พลังงานจลน์ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาค ( Etrans + Erot + Evib) 3. พลังงานนิวเคลียร์ของนิวเคลียส( Enuclear) E =Eelect +Etrans + Erot + Evib+ Enuclear

17. 50 พลังงานภายใน ไม่สามารถวัดได้โดยตรง จะวัดได้แต่ DE

18. 51 r M d = = 1 2 2 r M d 2 1 1 การแพร่ของแก๊ส (DIFFUSION OF GASES) การแพร่ของแก๊สเกิดขึ้นได้เร็ว โดยเกิดขึ้นที่ V, P, T, n คงที่

19. 52 • เกิดจากความแตกต่างของ ศักย์เคมี (chemical potential)ทำให้โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่โดย อิสระในทิศทางต่างๆ กัน จนศักย์เคมีเท่ากันหมด • ระบบที่เกิดการแพร่ ซึ่งถือว่าเป็นระบบโดดเดี่ยว ที่ V คงที่ จะเปลี่ยนไปอยู่ในภาวะสมดุล(S สูงสุด) ถ้าระบบถูกรบกวน และทำให้เกิดการแยกตัวของ แก๊ส ระบบจะกลับสู่ภาวะสมดุลซึ่งมีการกระจายตัว อย่างสม่ำเสมอได้เอง

20. 53 D gMh E P p - = - = ln RT P RT 0 สูตรทางบารอเมตริก (The Barometric Formula) ความดันบรรยากาศจะแปรผันกับความสูง ถ้าจำนวนโมเลกุลแปรผันกับความสูง สมมุติว่าในแนวตั้งของบรรยากาศ มีอุณหภูมิ T คงที่

21. 54 gMh DEp P ln = - = - P RT RT 0 DEp = การเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของโมเลกุล 1 โมล จาก h = 0 ถึง h โดยความดันเปลี่ยนจาก P0 P P0 ,P = ความดันที่ความสูง h = 0 และ h g = ค่าคงที่ของแรงโน้มถ่วง (gravitational constant) M = มวลโมเลกุล

22. 55 DEp P ln = - P0 RT P = Poe- DE / RT p e = พลังงานศักย์เฉลี่ยของหนึ่งโมเลกุลที่ความสูง h = Ep / N0 R k = ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ = N 0 = P0e-(e - e0) / kT

23. 56 N = V N N 0 e- (e - e ) / kT = 0 V V 0 e- (e - e ) / kT = N N 0 0 T ที่คงที่P ต จำนวนโมเลกุลใน 1 หน่วยปริมาตร ถ้าหน่วยปริมาตรคงที่ BOLTZMANN EQUATION :

24. การหาน้ำหนักโมเลกุลที่ถูกต้องการหาน้ำหนักโมเลกุลที่ถูกต้อง (Determination of Accurate Molecular Weights) 57 เมื่อ P0 ; Z = PV = 1 nRT PV = 1 w RT m wRT M = PV

25. 58 wRT = M PV ถ้าเขียนกราฟระหว่างapparent molecular weight M = wRT / PVกับP ที่ P ต่ำๆ จะได้เส้นตรง ซึ่งเมื่อ ต่อไปยัง P = 0 จะได้น้ำหนักโมเลกุลที่ถูกต้อง ภาย ใต้สภาวะของแก๊สอุดมคติ

26. 59 น้ำหนักโมเลกุลของไอของกรดแอซีติกในสถานะแก๊ส เป็นฟังก์ชันกับความดันแก๊ส กรดแอซีติกในสถานะแก๊ส ที่ความดันปานกลาง ประกอบด้วย โมเลกุลไดเมอร์ ( HOAc)2