Tökéletes gáz. Az ideális gázállapot egyenlete. Izoprotsessy.

Ideális gáz, ideális állapotegyenleta gáz, a hőmérséklet és a nyomás, a térfogat ... a paraméterek és definíciók felsorolása, amelyek a fizika megfelelő szakaszában működnek, sokáig folytathatók. Ma erről a témáról beszélünk.

Mi a molekuláris fizika?

A fő tárgy, amely ebben az esetben tekinthetőszakasz, az ideális gáz. Az ideális gáz állapotának egyenletét a normális környezeti feltételek figyelembevételével kaptuk meg, és ez egy kicsit később fog szólni. Most közelítsük meg ezt a "problémát" messziről.

Tegyük fel, hogy van egy kis gázmennyiségünk. Az állapotát három termodinamikai paraméter segítségével lehet meghatározni. Ez persze nyomás, térfogat és hőmérséklet. Ebben az esetben a rendszer állapotának egyenlete a megfelelő paraméterek közötti összefüggési képlet. Ez így néz ki: F (p, V, T) = 0.

Itt lassan eljutunk előszöraz ilyen koncepció mint ideális gáz megjelenése. Ezt olyan gáznak nevezik, amelyben a molekulák közötti kölcsönhatások elhanyagolhatóak. Ez általában nem létezik. Az erősen hígított gáz azonban közel áll hozzá. Az ideálisak közül a nitrogén, az oxigén és a levegő között normális körülmények között nincs különbség. Az ideális gázállapot egyenletének leírásához a kombinált gáz törvényt alkalmazhatjuk. Megkapjuk: pV / T = const.

Kapcsolódó 1. fogalom: Avogadro törvénye

Meg tudja mondani nekünk, ha miugyanolyan számú mólot veszünk fel teljesen véletlenszerű gázokból és ugyanolyan feltételek között teszik őket, mint például a hőmérséklet és a nyomás, akkor a gázok ugyanazt a térfogatot foglalják el. Különösen a kísérletet normál körülmények között végeztük. Ez azt jelenti, hogy a hőmérséklet 273,15 Kelvin, nyomás - egy atmoszféra (760 milliméter higany vagy 101325 Pascal) volt. Ezekkel a paraméterekkel a gáz 22,4 literes térfogatot foglalt. Ezért azt mondhatjuk, hogy egy mól gáz esetében a numerikus paraméterek aránya állandó lesz. Ezért döntöttek úgy, hogy ezt a számot az R betűnek adják, és ezt az egyetemes gáz állandónak nevezik. Így egyenlő: 8.31. Dimenzió J / mol * K.

Tökéletes gáz. Az ideális gáz állapota és manipulációja

Próbáljuk átírni a képletet. Ehhez ezt a formát írjuk: pV = RT. Ezenkívül egyszerű műveletet végzünk, az egyenlet mindkét oldalát tetszőleges számú molat szorozzuk. A pVu = uRT-t kapjuk. Figyelembe vesszük azt a tényt, hogy a moláris térfogat terméke az anyag mennyiségével egyszerűen a térfogat. De a molek száma egy időben megegyezik a magán tömeggel és a moláris tömegével. Így néz ki a Mendelejev-Clapeyron egyenlet. Világos képet ad arról, hogy melyik rendszer az ideális gáz. Az ideális gáz állapotának egyenlete a következőképpen alakul: pV = mRT / M.

A nyomás alakját kapjuk

Vegyünk néhány manipulációtkapott kifejezéseket. Ehhez a Mendeleev-Clapeyron egyenlet jobb oldalát megszorozzuk és osztjuk az Avogadro számmal. Most alaposan megvizsgáljuk az anyag mennyiségét az Avogadro számán. Ez nem más, mint a gázban lévő molekulák teljes száma. Ugyanakkor az univerzális gázszám és az Avogadro számának aránya megegyezik a Boltzmann konstans értékével. Következésképpen a nyomás képleteket a következőképpen írhatjuk fel: p = NkT / V vagy p = nkT. Itt az n jelölés a részecske koncentrációja.

Ideális gázfolyamatok

A molekuláris fizikában olyan dolog van,mint az isprocesszusok. Ezek a termodinamikai folyamatok, amelyek a rendszerben az állandó paraméterek valamelyikével valósulnak meg. Az anyag tömegének is állandónak kell lennie. Nézzük meg részletesebben. Tehát az ideális gáz törvényei.

A nyomás állandó marad

Ez a Gay-Lussac törvénye. Ez így néz ki: V / T = const. Másik módon is átírható: V = Vo (1 + at). Itt az a egyenlő 1 / 273,15 K ^ -1, és a "térfogat-kiterjedés együtthatója". A hőmérsékletet mind a Celsius skála, mind a Kelvin skála helyettesítjük. Az utóbbi esetben a V = Voat képletet kapjuk.

A térfogat állandó marad

Ez a Gay-Lussac második törvénye, gyakrabbanCharles nevét. Ez így néz ki: p / T = const. Van egy másik megfogalmazás is: p = po (1 + at). Az átalakításokat az előző példával összhangban végezzük. Amint látható, az ideális gáz törvényei néha igen hasonlóak egymáshoz.

A hőmérséklet állandó marad

Ha az ideális gáz hőmérséklete állandó marad, megkaphatjuk a Boyle-Mariotte törvényt. Így írható így: pV = const.

Kapcsolódó 2. koncepció: részleges nyomás

Tegyük fel, hogy egy hajó van gázokkal. Ez lesz a keverék. A rendszer termikus egyensúlyi állapotban van, és a gázok maguk nem reagálnak egymással. Itt N jelöli a molekulák teljes számát. N1, N2 és így tovább, a rendelkezésre álló keverék egyes komponenseiben lévő molekulák számát. A p = nkT = NkT / V. nyomásképletet vesszük. Meg lehet adni egy konkrét esetben. Kétkomponensű keverék esetében a képlet a következő formában jelenik meg: p = (N1 + N2) kT / V. De kiderül, hogy az össznyomás összeadódik az egyes keverékek részleges nyomásától. Tehát a p1 + p2 forma és így tovább. Ez részleges nyomás lesz.

Mi az?

Az általunk kapott képlet azt jelzia rendszer nyomása a oldalán minden csoport molekulák. Egyébként nem függ másoktól. Ez a készítményt Dalton törvény, később róla elnevezett: egy elegy, amelyben a gázok kémiailag nem reagálnak egymással, a teljes nyomás összegével egyenlő a parciális nyomás.