УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Базы МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

Молекулярно-кинетическая теория - теория, объясняющая термические явления в макроскопических телах и характеристики этих тел на базе их молекулярного строения.

Главные положения молекулярно-кинетической теории:

3 главных положения молекулярно - кинетической теории:

Бывалые обоснования:

- крошение вещества
- испарение жидкостей
- смешивание веществ УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА; диффузия
- фото туннельного микроскопа

Бывалые обоснования:

- испарение (вылет частиц с поверхности вещества)
- диффузия

МАССА И РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ

Массы молекул и атомов очень малы. К примеру УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА, масса одной молекулы водорода равна приблизительно 3,34*10 -27 кг, кислорода - 5,32*10 -26 кг. Масса 1-го атома углерода m0C=1,995*10 -26 кг

Относительной молекулярной (либо атомной) массой вещества Mr именуют отношение массы молекулы (либо атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода:(атомная единица массы).

Количество вещества - это отношение числа молекул N в данном теле к числу атомов УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА в 0,012 кг углерода NA:

Моль - количество вещества, содержащего столько молекул, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода.

Число молекул либо атомов в 1 моле вещества именуют неизменной Авогадро:

Молярная масса - масса 1 моля вещества:

Молярная и относительная молекулярная массы вещества связаны соотношением: М = Мr*10 -3 кг/моль.

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ

Невзирая на УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА хаотичный нрав движения молекул, их рассредотачивание по скоростям носит нрав определенной закономерности, которая именуется рассредотачиванием Максвелла.

График, характеризующий это рассредотачивание, именуют кривой рассредотачивания Максвелла. Она указывает, что в системе молекул при данной температуре есть очень резвые и очень неспешные, но большая часть молекул движется с определенной скоростью, которая именуется более возможной. При УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА повышении температуры эта более возможная скорость возрастает.

Безупречный ГАЗ В МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

Безупречный газ - это облегченная модель газа, в какой:

1. молекулы газа числятся вещественными точками,

2. молекулы не ведут взаимодействие меж собой,

3. молекулы, соударяясь с препядствиями, испытывают упругие взаимодействия.

Другими словами, движение отдельных молекул безупречного газа подчиняется законам УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА механики. Реальные газы ведут себя подобно безупречным при довольно огромных разрежениях, когда расстояния меж молекулами во много раз больше их размеров.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории можно записать в виде

Скорость именуют средней квадратичной скоростью.

ТЕМПЕРАТУРА

Хоть какое макроскопическое тело либо группа макроскопических тел именуется термодинамической системой.

Термическое либо термодинамическое равновесие - такое состояние УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА термодинамической системы, при котором все ее макроскопические характеристики остаются постоянными: не изменяются объем, давление, не происходит термообмен, отсутствуют переходы из 1-го агрегатного состояния в другое и т.д. При постоянных наружных критериях неважно какая термодинамическая система самопроизвольно перебегает в состояние термического равновесия.

Температура - физическая величина, характеризующая состояние УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА термического равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся вместе в термическом равновесии, имеют одну и ту же температуру.

Абсолютный нуль температуры - предельная температура, при которой давление безупречного газа при неизменном объеме должно быть равно нулю либо должен быть равен нулю объем безупречного газа при неизменном давлении.

Указатель температуры УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА - прибор для измерения температуры. Обычно указатели температуры градуируют по шкале Цельсия: температуре кристаллизации воды (таяния льда) соответствует 0°С, температуре ее кипения - 100°С.

Кельвин ввел абсолютную шкалу температур, согласно которой нулевая температура соответствует абсолютному нулю, единица измерения температуры по шкале Кельвина равна градусу Цельсия:[Т] = 1 К (Кельвин).

Связь температуры в энергетических единицах УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА и температуры в градусах Кельвина:

где k = 1,38*10 -23 Дж/К - неизменная Больцмана.

Связь абсолютной шкалы и шкалы Цельсия:

T = t + 273

где t - температура в градусах Цельсия.

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре:

Средняя квадратичная скорость молекул

Беря во внимание равенство (1), основное уравнение молекулярно-кинетической теории можно УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА записать так:

p=nkT

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ Безупречного ГАЗА

Пусть газ массой m занимает объем V при температуре Т и давлении р, а М- молярная масса газа. По определению, концентрация молекул газа: n = N/V, где N-число молекул.

Подставим это выражение в основное уравнение молекулярно-кинетической теории:

Величину R именуют УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА универсальной газовой неизменной, а уравнение, записанное в виде

именуют уравнением состояния безупречного газа либо уравнением Менделеева-Клапейрона. Обычные условия - давление газа равно атмосферному ( р = 101,325 кПа) при температуре таяния льда ( Т = 273,15 К ).

1. Изотермический процесс

Процесс конфигурации состояния термодинамической системы при неизменной температуре называютизотермическим.

Если Т =const, то

Закон Бойля-Мариотта

Для данной массы газа произведение давления газа УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА на его объем повсевременно, если температура газа не изменяется: p1V1=p2V2 при Т = const

График процесса, происходящего при неизменной температуре, именуется изотермой.

2. Изобарный процесс

Процесс конфигурации состояния термодинамической системы при неизменном давлении называютизобарным.

Закон Гей-Люссака

Объем данной массы газа при неизменном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре:

Если УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА газ, имея объем V0 находится при обычных критериях: а потом при неизменном давлении перебегает в состояние с температурой Т и объемом V, то можно записать

Обозначив

получим V=V0 T

Коэффициент именуют температурным коэффициентом большого расширения газов. График процесса, происходящего при неизменном давлении, именуется изобарой.

3. Изохорный процесс

Процесс конфигурации состояния термодинамической системы при неизменном объеме УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА именуют изохорным. Ecли V = const , то

Закон Шарля

Давление данной массы газа при неизменном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре:

Если газ, имея объем V0,находится при обычных критериях:

а потом, сохраняя объем, перебегает в состояние с температурой Т и давлением р, то можно записать

График процесса, происходящего при неизменном УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА объеме, именуется изохорой.

Пример. Каково давление сжатого воздуха, находящегося в баллоне вместимостью 20 л при 12°С, если масса этого воздуха 2 кг?

Из уравнения состояния безупречного газа

определим величину давления:

Ответ: давление сжатого воздуха равно 8,2 *10 6 Па.


urok-12-tema-podcarstvo-nizshie-rasteniya-obshaya-harakteristika-vodoroslej-laboratornaya-rabota-stroenie-spirogiri.html
urok-13-polya-margin-i-otstupi-padding.html
urok-14-dobrovolnaya-podgotovka-grazhdan-k-voennoj-sluzhbe-plan-konspekt-urokov-obzh-11-klass-pedagog-organizator.html