ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ. Краткие теоретические сведения

Стр 1 из 2Следующая ⇒

§2. ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ

Краткие теоретические сведения

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

, (2.1)

где и – объем, масса и молярная масса газа, Дж/(моль×К) – универсальная газовая постоянная.

Универсальная газовая постоянная , постоянная Больцмана и число Авогадро связаны между собой соотношением

. (2.2)

Уравнение состояния идеального газа можно применять к газам, которые находятся в условиях, близких к нормальным условиям, а также к разреженным газам. Для сильно сжатых газов, находящихся при больших давлениях (свыше 10⁷ Па) или при низких температурах, уравнение (2.1) применять нельзя.

Изопроцессами называют процессы, протекающие при постоянной массе газа, отсутствии химических реакций ( ) и неизменном значении одного из параметров: р, V или Т. Эти процессы подчиняются газовым законам, которые являются частными случаями уравнения Менделеева-Клапейрона (2.1).

При , и (изотермический процесс) на основании уравнения (2.1) получаем зависимость

, (2.3)

выражающую закон Бойля-Мариотта: для данной массы газа при отсутствии химических реакций и постоянной температуре произведение давления газа на его объем остается постоянным.

График зависимости (2.3) называется изотермой. В координатах

(рис. 2.1 a) изотерма представляет собой гиперболу (обратно пропорциональная зависимость), в координатах

(рис. 2.1 б) и

(рис. 2.1 в) изотерма 1 – прямая линия.

При , и (изобарный процесс) из уравнения (2.1) следует:

. (2.4)

Эта зависимость называется законом Гей-Люссака: для газа данной массы при отсутствии химических реакций и при постоянном давлении отношение объема газа к его температуре остается постоянным.

График этой зависимости называют изобарой. В координатах , а также и изобара 2 (рис. 2.1 а–в соответственно) – прямая.

При , и (изохорный процесс) из уравнения (2.1) имеем зависимость

, (2.5)

которая называется законом Шарля: для газа данной массы при отсутствии химических реакций при постоянном объеме отношение давления газа к его температуре остается постоянным.

График этой зависимости называется изохорой. В координатах , а также и изохора 3 (рис. 2.1 а–в соответственно) – прямая.

Объединенный газовый закон: при переходе газа из одного состояния в другое его макроскопические параметры изменяются так, что

. (2.6)

Закон Дальтона: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равняется сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь:

, (2.7)

где – парциальное давление-ой компоненты, – количество компонент.

Парциальным давлением называют давление, которое создавал бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы все остальные газы отсутствовали (при температуре смеси).

12 Следующая ⇒