Strona na telefon

451. Plazma jako szczególny, ale zwykły stan materii

Ile potrzeba energii do zjonizowania 1 mola atomów wodoru?

Jakich pojęć będziemy dalej używać?
Plazma,

gaz,

atom, proton, elektron,

żywność, technika,

proces,

technologia, konsument,

zakład, energia,

wodór

Plazma - coś niezwykłego, czy normalnego?

Ile potrzeba energii do zjonizowania 1 mola atomów wodoru?

Obliczymy energię jonizującą wodór bez uwzględniania strat.

Jednym z ważnych stanów materii jest plazma.

Plazmą nazywamy zjonizowany prawie całkowicie lub całkowicie „gaz”

Najprostszym całkowicie zjonizowanym gazem jest plazma złożona z protonów i swobodnych elektronów

Makroskopowa objętość plazmy ma całkowity ładunek równy zero – ładunki protonów i swobodnych elektronów równoważą się (jest ich tyle samo).

zadanie

Jak dużą energię wewnętrzną ma taki gaz?

Jak wysoką temperaturę musi mieć taka plazma?

Pewne wyobrażenie o energii wewnętrznej małej ilości plazmy może dać umieszczone niżej zadanie.

Zadanie

Ile potrzeba energii do zjonizowania 1 mola atomów wodoru?

Skoro mowa o atomach, to będziemy dalej przyjmować, że dysponujemy 1 molem wodoru atomowego.

Oznacza to masę około 1 grama (0,001 kg) wodoru atomowego.

Rozwiązanie

(38kB) Energia potrzebna do zjonizowania jednego mola wodoru atomowego

Tyle trzeba dla zjonizowania 1 grama wodoru atomowego.

Zakładamy, że energia dostarczona do wodoru zużyta została na oderwanie elektronów od protonów. Pomijamy energię potrzebną do uzyskania odpowiedniej temperatury plazmy (utrzymania w ruchu protonów).

Mol wodoru atomowego ma masę około 1 grama. W warunkach normalnych zajmuje objętość 0,0224 metra sześciennego (22,4 litra).

WyobraĽmy sobie, że do procesu tego zużyliśmy energię elektryczną przy wydajności 100 procentowej - bez strat.

Ile kosztuje energia elektryczna? Od czego zależy nasza zapłata za „zużytą” energię elektryczną?

Ile kosztuje energia elektryczna?

Ostateczna cena energii elektrycznej zależy od wielu czynników. Do zadania przyjmiemy ceny energii elektrycznej dla konsumentów indywidualnych

Przyjmiemy dalej cenę 0,3901 zł za 1 kWh „zużytej” energii elektrycznej.

Kwota otrzymana w zadaniu opiera się o założenie 100 procentowej wydajności – bez strat energii i bez konieczności zasilania urządzeń pomocniczych.

Do obliczenia objętości jednego mola wodoru atomowego w warunkach normalnych zastosowaliśmy równanie Clapeyrona - równanie stanu gazu doskonałego.

równanie Clapeyrona - równanie stanu gazu doskonałego

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki

Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?