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

Идеалният газ, уравнението на състоянието на идеален газ, неговата температура и налягане, обемът на списък с хепипи от параметри и дефиниции, които действат в съответната част от физиката, могат да продължат дълго време. Днес ще говорим само по тази тема.

Какво се счита за молекулярна физика?

Основният обект, който се разглежда в този раздел, е идеалният газ. Уравнението на състоянието на идеален газ беше получено, като се вземат предвид нормалните условия на околната среда и това ще говорим малко по-късно. Сега нека да приближим този "проблем" от далеч.

Да приемем, че имаме някаква маса газ. Неговото състояние може да се определи чрез три параметри на термодинамиката характер. 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 за първи път бавно се доближаваме до появата на подобна концепция като идеален газ. Той се нарича газ, в който взаимодействията между молекулите са незначителни. По принцип това не съществува в природата. Все пак всеки рядък 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 вземем един и същ брой бенки от абсолютно произволен газ и ги поставим в същите условия, включително температура и налягане, тогава газовете ще имат същия обем. По-специално експериментът се провежда при нормални условия. Това означава, че температурата е 273.15 Келвин, налягане - една атмосфера (760 милиметра живак или 101325 Pascals). С тези параметри газът заема обем, равен на 22,4 литра. Следователно можем да кажем, че за един мол от всеки газ съотношението на числените параметри ще бъде постоянна стойност. 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

Да направим още няколко манипулации с израза. За това умножаваме дясната страна на уравнението на Менделеев-Клапейрон и се разделяме на номера на Авогадро. Сега ние гледаме внимателно на продукта на количеството на материята номера на Avogadro. 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 молекулярна физика има такова нещо като isoprocesses. Това е термодинамични процеси, които се появяват 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-често наричан законът на Чарлз. Тя изглежда така: p / T = const. Съществува и друга формула: p = po (1 + at). Трансформациите могат да се извършват в съответствие с предходния 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. Вземете формула за натиск 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, че налягането в системата е от страната на всяка група молекули. Между другото, това не зависи от другите. Това е използвано от Далтън при формулирането на закон, кръстен на него в негова чест: в смес, в която газовете не реагират химически един с друг, общото налягане ще бъде равно на сумата на частичния натиск.