Дәріс №5. Молекулалық физика. Идеал газдың молекула – кинетикалық теориясы. Температура. Идеал газ күйінің теңдеуі

Идеал газдың күй теңдеуі. Изопроцесстер

жүктеу/скачать 0,72 Mb. бет 5/5 Дата 26.04.2023 өлшемі 0,72 Mb. #87125

Бұл бет үшін навигация:

• Бұл Авогадро заңы деп аталады.
• Клапейрон–Менделеев теңдеуі деп атайды. Егер процесс өте жай өтетін болса, кез келген жүйе қалыпты жағдайға жақын болады. Мұндай процестерді квазистатикалық
• Бойль–Мариотт заңы деп атайды.
• Изохоралық
• Шарль заңы деп атайды
• Гей-Люссак заңы деп атайды. Бақылау тест сұрақтары.

Идеал газдың күй теңдеуі. Изопроцесстер. p = nkT қатынасын макроскопиялық шамалар, яғни, көлем, қысым, температура және зат мөлшерін пайдаланып жазуға болады. Ол үшін мына теңдеуді қолдануымыз керек: Мұндағы, N – ыдыстағы молекулалар саны, NA – Авогадро тұрақтысы, m – ыдыстағы газдың массасы, M – газдың молярлық массасы. Сонда: Авогадро тұрақтысының NA Больцман тұрақтысына k көбейтіндісін универсалды газ тұрақтысы деп атайды, R әріпімен белгілейді. Оның мәні: R = 8,31 Дж/моль·К. Қатынас (*) Идеал газдың күй теңдеуі деп аталады. Кез келген газдың бір молі үшін бұл қатынас мына түрде жазылады: pV=RT. Егер газ температурасы Tн = 273,15 К (0 °С) болса, ал қысымы pн = 1 атм = 1,013·105 Па, онда газ қалыпты күйде тұр деп есептелінеді. Олай болса, қалыпты жағдайдағы көлем: V0 = 0,0224 м3/моль = 22,4 дм3/моль. Бұл Авогадро заңы деп аталады. Қысым, көлем және температураны байланыстыратын теңдеуді XIX ғасырдың ортасында француз физигі Б. Клапейрон ашқан, ал формула түрінде жазған Д. И. Менделеев. Сондықтан, газ күйінің теңдеуін Клапейрон–Менделеев теңдеуі деп атайды. Егер процесс өте жай өтетін болса, кез келген жүйе қалыпты жағдайға жақын болады. Мұндай процестерді квазистатикалық. Егер макроскопиялық шамалардың бірі тұрақты болса, мұндай процесстерді изопроцесстер деп атайды. Изотермиялық процесс (T = const) Температура тұрақты болатын процессті изотермиялық процесс деп атайды. Идеал газдың күй теңдеуі бойынша, тұрақты температурада, зат мөлшері өзгермеген жағдайда, газ қысымы мен көлемінің көбейтіндісі тұрақты болып қалады. pV = const. Изотермиялық процесс. (p, V) жазықтығындағы изотермиялық процесстің әртүрлі температура мәндері үшін қисықтарын изотерма деп атайды. Температура жоғарлаған сайын мәндері жоғарғы изотермаларға орналасады. Бұл заңды ағылшын физигі Р. Бойль (1662 ж.) және одан тәуелсіз француз физигі Э. Мариотт (1676 ж.) ашқан, сондықтан, оны Бойль–Мариотт заңы деп атайды.. (p, V) жазықтығындағы изотермалар. T3 > T2 > T1. Изохоралық процесс (V = const) Изохоралық процесс – газдың тұрақты көлемдегі квазистатикалық қыздыру немесе суыту процесі. Егер көлем өзгеріссіз қалса, онда қысым температураға тура пропорционал. p ~ T немесе Изохоралық процесс. (p, T) жазықтығындағы көлемнің әртүрлі мәндері үшін сызықтарды изохоралар деп атайды. Көлемнің жоғарғы мәніне температура осіне қатысты аз көлбеудегі изохоралар жатады. (p, T) жазықтығындағы изохоралар. V3 > V2 > V1. Эксперимент жүзінде газ қысымының температураға қатысын зерттеген француз физигі Ж. Шарль (1787 ж.). Сондықтан, изохоралық процесстің теңдеуін Шарль заңы деп атайды. Изохоралық процесстің теңдеуі мына түрде жазылады: Мұндағы, p0 – газ T = T0 = 273,15 К температурадағы қысымы (яғни, 0 °С температура). α коэффициентін, (1/273,15) К–1, қысымның температуралық коэффициенті деп атайды. Изобаралық процесс (p = const) Изобаралық процесс қысым тұрақты кездегі квазистатикалық процесс. Изобаралық процесстің теңдеуі: мұндағы V0 – газдың 0 °С температурадағы көлемі. α коэффициенті (1/273,15) К–1. Оны газдың көлемдік ұлғаюының температуралық коэффициенті деп атайды. Изобаралық процесс. (V, T) жазықтығында әртүрлі қысым мәндері үшін изобарлар көрсетілген. (V, T) жазықтығындағы изобарлар. p3 > p2 > p1. Бұл заңды эксперимент жүзінде зерттеген француз физигі Ж. Гей-Люссак (1862 ж.). Сондықтан, изобаралық процесстің теңдеуін Гей-Люссак заңы деп атайды. Бақылау тест сұрақтары. 1. 0 °C-қа сәйкес келетін абсолюттік температураның мәнін көрсетіңіз: A) 0 К; B) 373 К; C) 273 К; D) 546 К; E) –273 К. 2. Менделеев – Клапейрон теңдеуін көрсетіңіз: A) ; B) p = nkT; C) ; D) P = IU; E) ; 3. Идеал газ үшін молекула-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуін көрсетіңіз: A) ; B) ; C) ; D) ; E) p = 6 nmv2. 4. Төмендегі теңдеудің қайсысы күй теңдеуіне жатпайды: A) ; B) ; C) ; D) ; E) . 5. Изотермиялық процестің шартын көрсетіңіз: A) p = const; B) V = const; C) T = const; D) dQ = 0; E) dS = 0. 6. Больцман тұрақтысын анықтайтын формуланы көрсетіңіз: A) ; B) k = RNA; C) ; D) ; E) . 7. Қысымның өлшем бірлігін көрсетіңіз: A) Кельвин; B) Паскаль; C) Джоуль; D) кг/м3.; E) кг/моль. 8. Молярлық массаның өлшем бірлігін көрсетіңіз: A) Кельвин; B) Паскаль; C) Джоуль; D) кг/м3; E) кг/моль. 9. Абсолют температураның өлшем бірлігін көрсетіңіз: A) Кельвин; B) Паскаль; C) Джоуль; D) кг/м3; E) кг/моль. 10. Изобаралық процестің шартын көрсетіңіз: A) p = const; B) V = const; C) T = const; D) dQ = 0; E) dS = 0. жүктеу/скачать 0,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу: