Демонстрация закона идеального газа Peeps

Ищете, чем заняться со своими Peeps? Могу предложить продемонстрировать законы идеального газа? Блог: http://bit.ly/peepsidealgaslaws Если кто-то не знаком с Peeps, это просто маршмеллоу в форме цыплят. И они становятся очень популярны на Пасху. По составу маршмеллоу — это сахар, вода, кукурузный сироп и желатин, взбитые вместе, чтобы удерживать воздух. Маршмеллоу приобретает свой «первоначальный» размер благодаря взбиванию воздухом (механический процесс), а желатин фиксирует его на месте. Примечание: желатин — это смесь полипептидов (белковых нитей), полученных путем измельчения белка коллагена (того же белка, который придает вашей коже прочность). Даже если воздух удерживается внутри маршмеллоу, вы можете заставить его попытаться выйти, нагрев его. Нагревание дает молекулам больше энергии, что заставляет их прилагать больше усилий для выхода. Молекулы начинают сильнее ударяться о ловушку для воздуха в маршмеллоу. Они не могут выбраться наружу, но «деформируют» свои стенки, выталкивая их наружу и заставляя зефир расширяться. И к ним присоединяются новые молекулы — молекулы жидкой воды, захваченные внутри зефира, также получают энергию, и, как я расскажу позже, эти молекулы воды тоже хотят превратиться в газ, поэтому они присоединяются. В этих цыплятах вы имеете дело с тремя состояниями вещества: твердым (сахар и желатин), жидким (вода, захваченная и поддерживающая влажность) и газообразным (молекулы воздуха, захваченные в карманах). Разница между этими состояниями вещества заключается в том, сколько энергии имеют молекулы и достаточно ли этой энергии, чтобы преодолеть притяжение со стороны соседних молекул. Все молекулы состоят из единиц, называемых атомами (отдельные атомы углерода, водорода, кислорода и т. д.), а эти атомы, в свою очередь, состоят из еще меньших частей, называемых субатомными частицами, которые включают положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны, находящиеся в плотном центральном ядре, называемом атомным ядром, и отрицательно заряженные электроны, которые вращаются вокруг этого ядра в электронном облаке. Дисбаланс в количестве электронов по сравнению с протонами и/или относительном расположении электронов внутри облака (например, группа электронов проводит большую часть времени в одной области облака) может привести к тому, что молекулы или части молекул будут иметь полные или частичные заряды. Поскольку противоположные заряды притягиваются, это может привести к тому, что молекулы будут слипаться друг с другом. Подробнее здесь: http://bit.ly/frizzandmolecularattractions Даже в твердых телах молекулы вибрируют, пытаясь освободиться. Если им это не удается, они остаются на месте, связанные с молекулами, из которых не могут вырваться. Если молекулы получают дополнительную энергию, они могут скользить, разрывая некоторые связи, но быстро захватываясь другими молекулами. Только в газе молекулы обладают достаточной энергией, чтобы полностью освободиться. А поскольку они свободны, на них уже не так сильно влияют окружающие молекулы. Поэтому газы ведут себя очень похоже, независимо от того, из каких молекул они состоят. Это имеет огромное значение, поскольку позволяет нам описывать и предсказывать свойства любого газа, зная всего несколько вещей: количество молекул газа (n) (измеряется в количестве, называемом моль (mol), что похоже на «дюжину», но это означает 6x10²³ вместо 12 http://bit.ly/dimensionalanalysising) температура (T) - чем выше температура, тем больше энергии у молекул, и, следовательно, тем быстрее они будут двигаться - в этих уравнениях мы используем температуру, измеряемую в Кельвинах (K). Система Кельвина «та же самая», что и система Цельсия, но «обнулена», так что 0 К — это «абсолютный ноль» — вы можете перевести из градусов Цельсия в Кельвины, добавив 273,15. объем (V) — чем меньше объем, тем больше вероятность того, что молекулы будут сталкиваться друг с другом или со стенками контейнера (объем обычно измеряется в литрах). давление (p) (обычно в единицах, называемых атмосферами). Эти свойства взаимосвязаны, и мы можем описать эту связь математически с помощью закона идеального газа: pV = nRT. Большинство этих букв мы видели выше. Единственным новым параметром является R, который представляет собой просто константу, называемую «идеальной газовой постоянной» — 0,0821 л × атм × моль⁻¹ × К⁻¹. Существуют разные названия для разных конфигураций этих переменных: Закон Шарля: V₁/V₂ = T₁/T₂ — гласит, что если поддерживать постоянное давление, газ расширяется при нагревании, потому что молекулы обладают большей энергией для перемещения и удаления друг от друга → занимают больше места. Закон Авогадро: V∝ n (объем прямо пропорционален количеству молекул). — если температура и давление одинаковы, то в одном и том же объеме газа будет одинаковое количество молекул газа, независимо от того, какие это молекулы (в определенный объем можно поместить только определенное количество молекул газа → чтобы добавить больше, нужно увеличить объем). объем) если увел...