ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ.
Нормальные условия: = 0°С, = 101325 Па.
Идеальный газ.
Идеальный газ – это физическая модель, согласно которой:
собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда;
между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия;
столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.
Законы, описывающие поведение идеальных газов:
1. Закон Бойля-Мариотта.
Для данной массы газа m при постоянной температуре Т произведение давления p на объем V есть величина постоянная:
при и
Кривая, изображающая зависимость между p и V, характеризующая свойства вещества при постоянной температуре, называется изотермой. Изотермы – гиперболы, расположенные на графике тем выше, чем выше температура происходящего процесса.
2. Закон Авогадро.
Количество вещества - физическая величина, определяемая числом специфических структурных элементов – молекул, атомов или ионов, их которых состоит вещество.
Единица количества вещества - моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится в 0,012 кг изотопа углерода 12С.
В одном моле различных веществ содержится одно и то же число молекул , называемое числом Авогадро.
Закон Авогадро: моли любых газов при одинаковой температуре и давлении занимают одинаковые объемы.
При нормальных условиях (, ) этот объем (молярный объем) равен:
.
Молярная масса - это масса одного моля вещества. Отсюда: .
Единица молярной массы – килограмм на моль (кг/моль).
3. Закон Дальтона.
Парциальное давление – давление, которое производил бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он занимал один объем, равный объему смеси при той же температуре.
Закон Дальтона: давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов:
или
4. Закон Гей-Люссака.
1) Давление p данной массы m газа при постоянном объеме изменяется линейно с температурой t:
, при , .
2) Объем V данной массы m газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой t:
, при , ,
где , и - объем и давление при t = 0°C.
Процесс, протекающий при постоянном давлении, называется изобарным. На диаграмме в координатах (V, t) этот процесс изображается прямой, называемой изобарой.
Процесс, протекающий при постоянном объеме, называется изохорным. На диаграмме в координатах (p, t) он изображается прямой, называемой изохорой.
Изобары и изохоры пересекают ось температуры в токе 0°C. если начало отсчета сместить в эту точку, то получим шкалу Кельвина (термодинамическую температуру): .
В термодинамической шкале температур:
, .
Откуда:
или при ,
или при ,
где индексы 1 и 2 относятся к произвольным состояниям, лежащим на одной изобаре или изохоре.
Достарыңызбен бөлісу: |