Перфектен газ. Уравнение на състоянието на идеален газ. Izoprotsessy.

Идеален газ, уравнение на идеалното състояниегаз, неговата температура и налягане, обем ... списък от параметри и дефиниции, които работят в съответната секция на физиката, може да продължи дълго. Днес ще говорим само по тази тема.

Какво се счита за молекулярна физика?

Основният обект, който се разглежда в товараздел, е идеалният газ. Уравнението на състоянието на идеален газ е получена въз основа на нормалните условия на околната среда, и ние ще говорим за малко по-късно. Сега нека да приближим този "проблем" от далеч.

Да приемем, че имаме известно количество газ. Неговото състояние може да бъде определено чрез използване на три термодинамични параметъра. Това, разбира се, налягане, обем и температура. Уравнението на състоянието на системата в този случай е формулата на връзката между съответните параметри. Това изглежда така: F (p, V, T) = 0.

Тук ние за пръв път се приближаваме бавнопоявата на такава концепция като идеален газ. Той се нарича газ, в който взаимодействията между молекулите са незначителни. По принцип това не съществува в природата. Въпреки това всеки силно разреден газ е близо до него. От идеалното, при нормални условия има малка разлика между азот, кислород и въздух. За да напишем уравнението на състоянието на идеален газ, можем да използваме комбинираното газово законодателство. Получаваме: pV / T = const.

Свързано понятие номер 1: Законът на Авогадро

Той може да ни каже, че ако ниевземат същия брой молове на абсолютно всякакви случайни газ и да ги предаде в едни и същи условия, включително температура и налягане, газът ще заема същия обем. По-специално експериментът се провежда при нормални условия. Това означава, че температурата е 273.15 Келвин, налягане - една атмосфера (760 mm Hg или 101,325 Pascals). С тези параметри газът заема обем, равен на 22,4 литра. Следователно, можем да кажем, че за един мол всяко съотношение газ числени параметри ще бъдат постоянни. Ето защо беше решено да дадем тази цифра на буквата R и да я наречем универсална газова константа. Така тя е равна на 8.31. Размер J / mol * К.

Перфектен газ. Уравнението на състоянието на идеален газ и неговата манипулация

Нека се опитаме да пренапишем формулата. За да направите това, ние го пишем в тази форма: pV = RT. Освен това извършваме просто действие, умножаваме двете страни на уравнението чрез произволен брой бенки. Получаваме pVu = uRT. Вземаме предвид факта, че продуктът на моларния обем от количеството материя е просто обемът. Но броят на бенките в същото време ще бъде равен на личната маса и моларната маса. Така изглежда уравнението на Менделеев-Клапейрон. Тя дава ясна представа коя система представлява идеалният газ. Уравнението на състоянието на идеален газ има формата: pV = mRT / M.

Извличаме формулата за натиска

Нека да извършим още няколко манипулацииполучени изрази. За това умножаваме дясната страна на уравнението на Менделеев-Клапейрон и се разделяме на номера на Авогадро. Сега внимателно разглеждаме продукта от количеството материя на номера на Авогадро. Това не е нищо повече от общия брой молекули в газа. Но в същото време съотношението на универсалната газова константа към номера на Авогадро ще бъде равно на константата на Болцман. Следователно, формулите за налягане могат да бъдат написани както следва: p = NkT / V или p = nkT. Тук означението n е концентрацията на частиците.

Идеални газови процеси

В молекулярната физика има такова нещо,като isoprocesses. Това са термодинамичните процеси, които се извършват в системата с един от постоянните параметри. Масата на веществото също трябва да остане постоянна. Нека да ги разгледаме по-конкретно. Така че, законите на идеален газ.

Налягането остава постоянно

Това е законът на Гей-Лусак. Това изглежда така: V / T = const. Той може да бъде пренаписан по друг начин: V = Vo (1 + at). Тук, една е равна на 1 / 273.15 K ^ -1 и се нарича "коефициент на обемно разширение". Можем да заместим температурата както в скалата на Целзий, така и в скалата на Келвин. В последния случай получаваме формулата V = Voat.

Силата на звука остава постоянна

Това е вторият закон на Гей-Лусак, по-честонаречен закон на Чарлз. Тя изглежда така: p / T = const. Съществува и друга формула: p = po (1 + at). Трансформациите могат да се извършат в съответствие с предишния пример. Както може да се види, законите на идеален газ понякога са доста сходни помежду си.

Температурата остава постоянна

Ако температурата на идеалния газ остане постоянна, можем да получим Бойл-Мариотте закон. Тя може да бъде написана по следния начин: pV = const.

Свързана концепция № 2: частично налягане

Да предположим, че имаме съд с газове. Това ще бъде смес. Системата е в състояние на термично равновесие, а самите газове не реагират една с друга. Тук N ще означава общия брой молекули. N1, N2 и т.н., съответно, броят на молекулите във всеки от компонентите на наличната смес. Приемаме формулата на налягането p = nkT = NkT / V. То може да бъде оповестено за конкретен случай. За двукомпонентна смес формулата приема формата: p = (N1 + N2) kT / V. Но след това се оказва, че общото налягане ще се обобщи от частичното налягане на всяка смес. Така че ще има формата p1 + p2 и така нататък. Това ще бъде частичен натиск.

За какво е това?

Получената от нас формула показва, ченалягането в системата е от страната на всяка група молекули. Между другото, това не зависи от другите. Това отнема Dalton практика формулировка, по-късно наречен след него на смес, в която газовете не са химически реагират един с друг, общото налягане е равно на сумата от частични налягания.