גז אידיאלי. המשוואה של מדינת גז אידאלי. Izoprotsessy.

משוואת הגז האידיאלית של מדינת גז אידאלי, הטמפרטורה שלו ולחץ, הנפח ... רשימה של פרמטרים והגדרות, הפועלים במקטע של פיסיקה המתאים, אפשר להמשיך מספיק זמן. היום נדבר רק על הנושא הזה.

מה מכוסה פיזיקה מולקולרית?

המטרה העיקרית, הנחשבת בסעיף זה היא גז מושלם. המשוואה של המדינה של גז אידאלי הושג מבוסס על תנאים סביבתיים נורמלי, ונדבר על קצת מאוחר. עכשיו בואו נגיע אל זה "בעיה" ממרחק.

נניח שיש לנו מסה של גז מסוים. המצבה יכולה להיות מוגדרת על ידי שלושה פרמטרים של טבע תרמודינמיים. , זה כמובן, בלחץ, נפח וטמפרטורה. משוואת מצב מערכת בתקשורת במקרה זה בין פרמטרי הנוסחא המתאימים. נראה כך: F (p, V, T) = 0.

הנה אנחנו בפעם הראשונה לגנוב בשקט אל הופעתה של דבר כגון גז אידאלי. הם קראו גז, שבה האינטראקציה בין המולקולות הן זניחות. באופן כללי באופי כזה אינו קיים. עם זאת, כל אליהם קרוב גז דליל. מתוך חנקן שונה, החמצן והאוויר מעט המושלמים, הם בתנאים נורמלים. כדי לכתוב את המשוואה של מדינת גז אידאלי, אנו יכולים להשתמש בחוק הגז המשולב. נקבל: PV / T = const.

מספר מושג הקשור 1: חוק אבוגדרו

זה יכול לספר לנו שאם ניקח אותו המספר מולי לחלוטין מכל הגז אקראי ולשים אותם באותם תנאים, כולל טמפרטורה ולחץ, הגז יתפוס הנפח הזהה. בפרט, הניסוי נערך תחת תנאים נורמליים. משמעות הדבר היא כי הטמפרטורה הייתה 273.15 קלווין, לחץ - אווירה אחד (760 מ"מ כספי או 101,325 פסקל). עם הפרמטרים האלה נפח הגז נלקח שווה 22.4 ליטר. לכן, ניתן לומר כי עבור שומה אחד מכל יחס גז פרמטרים מספריים יהיו קבועים. לכן הוחלט לתת ייעוד דמות זו על ידי האות R וקוראים לזה קבוע הגז האוניברסלי. לכן, זה שווה 8.31. הממד J / mol * ק

גז אידיאלי. המשוואה של מדינת גז אידאלי ולטפל בהם

בואו ננסה לשכתב. לשם כך, אנו כותבים את זה בצורה הזו: PV = RT. בהמשך ביצע פעולה לא מסובכת, להכפיל את שני הצדדים על ידי מספר שרירותי של שומות. אנו משיגים אגדתי = pVu. אנחנו לוקחים בחשבון את העובדה כי המוצר של הנפח הטוחן בסך של החומר הוא פשוט נפח. אבל באותו הזמן המספר מולי יהיה המוני פרטי המוני טוחנת. זה מה המשוואה מנדלייב-Clapeyron. זה נותן מושג ברור על איזה סוג של מערכת טפסי גז אידאלי. המשוואה של מדינת גז אידאלי הופך: PV = MRT / M.

אנו שואבים נוסחא לחץ

בואו לבלות קצת מניפולציה יותר של הביטוי המתקבל. כדי לעשות זאת בצד ימין של מנדלייב-Clapeyron להכפיל ולחלק במספר אבוגדרו. עכשיו בזהירות להסתכל התוצר של כמות החומר על קבוע אבוגדרו. זהו דבר אחר מאשר המספר הכולל של מולקולות גז. אבל באותו זמן, היחס בין קבוע הגזים האוניברסלי למספר אבוגדרו יהיה שווה קבוע בולצמן. כתוצאה מכך, הלחץ של הנוסחה יכול להיכתב כך: p = NKT / V או p = NKT. הנה בסימון n הוא ריכוז של חלקיקים.

תהליכי גז אידיאלי

בשנת פיזיקה מולקולרית , יש דבר כזה כמו izoprotsessy. תהליך תרמודינמי זה אשר יתקיים במערכת בכל הפרמטרים מתמיד. המסה של חומר צריכה גם נשארת קבועה. בואו נסתכל עליהם ליתר דיוק. אז, חוק הגז האידיאלי.

לחץ נשאר קבוע

זהו החוק של גיי-Lussac. זה נראה כך: V / T = const. זה יכול להיכתב בצורה שונה: V = וו (1 + ב). כאן, הוא 1 / 273.15 ו- K ^ -1 נקרא "מקדם הרחבת נפח." אנחנו יכולים להחליף אותה כמו טמפרטורת צלזיוס ו קלווין. במקרה האחרון נקבל V הנוסחה = Voat.

נפח נשארת קבוע

זהו החוק השני של הגיי-Lussac, בתדירות גבוהה יותר המכונה חוק צ'ארלס. זה נראה כך: p / T = const. יש ניסוח אחר: p = PO (1 + ב). מרות יכולות להתבצע בהתאם בדוגמא הקודמת. כפי שניתן לראות, חוקי הגז האידיאליים הם לפעמים די דומים זו לזו.

הטמפרטורה נשארת קבועה

אם טמפרטורת הגז האידיאלית נשארת קבועה, אז אנחנו יכולים לקבל את החוק בויל. PV = const: הוא כן יכול להיות מוקלט.

מונח קרוב № 2: לחץ חלקי

נניח שיש לנו כלי עם גזים. זה יהיה בתערובת. המערכת נמצאת במצב של שיווי משקל תרמי, וגזים אינם מגיבים זה עם זה. הנה, N מציין את המספר הכולל של מולקולות. N1, N2 וכן הלאה, בהתאמה, את מספר מולקולות בכל הרכיבים הקיימים של התערובת. קח p הלחץ הנוסחה = NKT = NKT / V. הוא יכול להיות פתוח עבור מקרה ספציפי. לקבלת הנוסחה תערובת דו מרכיב הופך: p = (N1 + N2) KT / V. אבל אז מתברר כי הלחץ הכולל יהיה הסכום של לחצים החלקיים של כל תערובת. משמעות הדבר היא כי ייקח את P2 + טופס P1, וכן הלאה. זו תהיה לחצים חלקיים.

מה זה עושה?

נוסחא המגע וכתוצאה מכך עולה כי הלחץ במערכת הוא מהצד של כל קבוצה של מולקולות. זהו, אגב, לא תלוי באחרים. זה לוקח את חוק ניסוח דלטון, מאוחר יותר בשם אחריו: תערובת שבה הגזים אינם מגיבים כימי אחד עם השני, הלחץ הכולל שווה לסכום של לחצים חלקיים.