Gaz ideal. Ecuația de stare a unui gaz ideal. Izoprotsessy.

Ecuația de gaz ideal de stare a unui gaz ideal, temperatura și presiunea, volumul ... lista de parametri și definiții, care operează în secțiunea corespunzătoare a fizicii, este posibil să se continue suficient de mult timp. Astăzi vom vorbi doar despre acest subiect.

Ceea ce este acoperit în fizica moleculară?

Obiectul principal, care este considerat în această secțiune este un gaz perfect. Ecuația de stare a unui gaz ideal a fost obținută pe baza condițiilor normale de mediu, și vom vorbi despre un pic mai târziu. Acum să vină la această „problemă“ de la distanță.

Să presupunem că avem o anumită masă de gaz. Starea ei poate fi definită prin trei parametri de natură termodinamică. Aceasta, desigur, presiune, volum și temperatură. Ecuația de stare a sistemului, în acest caz, comunicarea între parametrii formula respectivi. Apare astfel: F (p, V, T) = 0.

Aici suntem pentru prima dată pentru a fura în liniște până la apariția unor astfel de lucru ca un gaz ideal. Ei au numit gaz, în care interacțiunea dintre moleculele sunt neglijabile. În general, în natura astfel nu există. Cu toate acestea, orice gaz rarefiată, aproape la acesta. Din perfect, puțin diferit de azot, oxigen și aer, sunt în condiții normale. Pentru a scrie ecuația de stare a unui gaz ideal, putem folosi legea combinată de gaz. Obținem: pV / T = const.

Un număr concept de legătură 1: legea lui Avogadro

Ne poate spune că, dacă luăm același număr de moli de absolut orice gaz de întâmplare și le-a pus în aceleași condiții, inclusiv temperatura și presiunea, gazul va ocupa același volum. În particular, experimentul a fost efectuat în condiții normale. Aceasta înseamnă că temperatura a fost de 273,15 Kelvin, presiune - o atmosferă, (760 mm Hg sau 101325 Pascali). Cu acești parametri de volum de gaz luat egal cu 22,4 litri. Prin urmare, putem spune că, pentru un mol de orice raport de gaz parametri numerici va fi constantă. Acesta este motivul pentru care sa decis să dea această cifră denumire de litera R și numesc constanta universală a gazelor. Astfel, este egal cu 8,31. Dimensiunea J / mol * K.

gaz ideal. Ecuația de stare a unui gaz ideal și să le manipuleze

Să încercăm să rescrie. În acest scop, am scrie în această formă: pV = RT. comite în continuare operație necomplicată, se înmulțește ambele părți cu un număr arbitrar de moli. Obținem Pvu = Urt. Noi luăm în considerare faptul că produsul a volumului molar în cantitatea de substanță este pur și simplu volum. Dar, în același timp, numărul de moli de masă va fi privată și masa molară. Asta ecuația Mendeleev-Clapeyron. Acesta oferă o noțiune clară de ce fel de sistem formează un gaz ideal. Ecuația de stare a unui gaz ideal devine: pV = mrt / M.

Deducem o formulă de presiune

Hai să petrec ceva mai mult de manipulare a expresiei obținute. Pentru a face acest lucru pe partea dreaptă a Mendeleev-Clapeyron se multiplică și se împarte la numărul de Avogadro. Acum , uita - te cu atenție la produsul din cantitatea de substanță pe constanta lui Avogadro. Aceasta nu este nimic altceva decât numărul total de molecule într-un gaz. Dar, în același timp, raportul dintre constanta universală a gazelor la numărul lui Avogadro va fi egală cu constanta Boltzmann. Ca urmare, presiunea formulei poate fi scrisă, astfel: p = NKT / V sau p = nkT. Aici notația n este concentrația de particule.

Procesele de gaze ideale

În fizica moleculară , există un astfel de lucru ca izoprotsessy. Acest procese termodinamice care au loc în sistem la o parametri constanți. Masa de material ar trebui, de asemenea, să rămână constantă. Să ne uităm la ele, mai precis. Deci, legea gazului ideal.

Presiunea rămâne constantă

Aceasta este legea Gay-Lussac. Se pare ca acest lucru: V / T = const. Acesta poate fi rescrisă într-un mod diferit: V = Vo (1 + at). Aici, a este 1 / 273.15 și K ^ -1 se numește „coeficientul de expansiune volum.“ Putem înlocui ca temperatura în grade Celsius și Kelvin. În acest ultim caz se obține o formulă V = Voat.

Volumul rămâne constant

Aceasta este a doua lege a Gay-Lussac, cel mai adesea menționată ca legea lui Charles. Se pare că acest lucru: P / T = const. Există o altă formulare: p = po (1 + at). Conversii pot fi efectuate în conformitate cu exemplul anterior. După cum se poate observa, legile gazelor ideale sunt uneori destul de asemănătoare între ele.

Temperatura rămâne constantă

Dacă temperatura ideală de gaz rămâne constantă, atunci putem obține legea lui Boyle. pV = const: El poate fi astfel înregistrate.

Un concept înrudit № 2: presiunea parțială

Să presupunem că avem un vas cu gaze. Acesta va fi un amestec. Sistemul este într - o stare de echilibru termic, iar gazele nu reacționează unul cu celălalt. Aici, N reprezintă numărul total de molecule. N1, N2 și așa mai departe, respectiv, numărul de molecule în fiecare dintre componentele existente ale amestecului. Ia presiune formula p = nkT = NKT / V. Acesta poate fi deschis pentru un anumit caz. Pentru formula amestec cu două componente devine: p = (N1 + N2) kT / V. Dar apoi se dovedește că presiunea totală va fi suma presiunilor parțiale ale fiecărui amestec. Acest lucru înseamnă că va lua forma p1 + p2, și așa mai departe. Acest lucru va fi presiunile parțiale.

Ce face?

Rezultă următoarea formulă de contact indică faptul că presiunea sistemului este din partea fiecărui grup de molecule. Este, de altfel, nu depinde de alții. Aceasta ia formularea legii Dalton, mai târziu numit după el: un amestec în care gazele nu sunt reacționeze între ele chimic, presiunea totală este egală cu suma presiunilor parțiale.