10)Уравнение состояния идеального газа.

Уравнение состояния идеального газа- это уравнение, которое содержит все три макроскопических параметра,

Макроскопические параметры газа - это величины характеризующие газ как целое (давление, объем, температура).

Давление Р (Па)- величина, обусловленная ударами хаотически движущихся молекул о стенки сосуда.

Объем V ( м³ )- для газа объем определяется объемом сосуда в котором он находится.

Температура Т ( К) –мера нагретости тела.

Уравнение состояния идеального газа – это уравнение, содержащее микроскопические и макроскопические параметры газа.

Уравнение, устанавливающее связь между давлением, объемом и температурой газов, было получено французским физиком Бенуа Клапейроном в виде

P₁V₁ = P₂V_{2 ИЛИ} PV = const

Т₁ Т₂ T

Это уравнение называют уравнением Клапейрона .

Зависимость между давлением , объемом и температурой получил и русский ученый Д.И.Менделеев в виде PV = νRT

R = 8,31 Дж/моль К – универсальная газовая постоянная

Оба эти уравнения называются уравнением состояния идеального газа, т.к. содержат все три макроскопических параметра, но уравнение Менделеева описывает только одно состояние газа, а уравнение Клапейрона несколько последовательных состояний одного и того же газа.

11) Температура и температурные шкалы.

Температура – это мера нагретости тела.

Мы чаще всего пользуемся двумя температурными шкалами Цельсия ( в быту) и Кельвина (наука и техника).

В основу шкалы Цельсия положены основные процессы, происходящие с водой.

При 0 С – вода замерзает, при 100 С – вода превращается в пар . 1/100 этого интервала равна 1 С. По шкале Цельсия есть температура ниже 0 С – отрицательная.

Термодинамическую шкалу температур предложил английский физик У. Кельвин , поэтому шкалу называют также ш к а л о й К е л ь в и н а. Единица температуры по шкале Кельвина (1К), выбрана равной одному градусу по шкале Цельсия: 1К = 1^о С.

Температура по шкале Кельвина Т может быть только положительной или равной нулю.

Температура, при которой прекращается тепловое движение молекул , называется абсолютным нулем температур. При этой температуре замерзают все вещества. Температуры ниже абсолютного нуля не существует. 0 К= - 273,16 ^о С

Связь абсолютной шкалы и шкалы Цельсия.

Единица температура по шкале Кельвина ( 1 К ) выбрана равной единице температуры по шкале Цельсия( 1 С) , то при любой температуре t по Цельсию значение абсолютной температуры T выше на 273 градуса: T = t + 273.

12) Изопроцессы в газах.

Многие процессы в газах, происходящие в природе и осуществляемые в технике, можно рассматривать приближенно как процессы, в которых изменяются лишь два параметра из трех.

Изопроцессы – это процессы в газах, происходящие при постоянном одном из параметров.

Изотермическим процессом называется процесс, протекающий при постоянной температуре T.

Из уравнения Клапейрона следует, что при постоянной температуре T и неизменных значениях массы газа и его молярной массы М произведения давления p газа на его объем V должно оставаться постоянным: pV = const. или

Зависимость между давлением и объемом в этом процессе – обратная. Т.е. при увеличении давления , объем уменьшается.

График изотермического процесса называется и з о т е р м о й.

Как видно из формул, зависимость между давлением и объемом в этом процессе – обратная, т.е. при увеличении давления , объем уменьшается. Изотермический процесс можно осуществить, например, путем изменения объема газа при постоянной температуре. График изотермического процесса называется и з о т е р м о й. Уравнение , устанавливающая связь между давлением и объемом газа при постоянной температуре, было получено из эксперимента в 1662 г. английским физиком Робертом Бойлем и в 1676 г. французским физиком Эдмом Мариоттом . Поэтому это уравнение называют законом Бойля - Мариотта.

Изобарическим процессом называется процесс, протекающий при неизменном давлении p и условии m = const и M = const.

Уравнение для изобарического процесса : V₁ = V₂ V₁ = T₁

T₁ T₂ V₂ T₂

Как видно из уравнений , зависимость между объемом и температурой – прямая. Как изменяется температура , так изменяется и объем.

График изобарического процесса называется изобарой..

Экспериментальное исследование зависимости объема газа от температуры провел в 1802 г. французский физик Жозеф Гей-Люссак (1778 -1850). Поэтому уравнение называется з а к о н о м Г е й -- Л ю с с а к а. Изобарический процесс происходит, например, при нагревании или охлаждении воздуха в стеклянной колбе, соединенной со стеклянной трубкой, отверстие в которой закрыто небольшим столбом жидкости.

Изохорическим процессом называется процесс, протекающий при неизменном объеме V и условии m = const и M = const.

При этих условиях из уравнения состояния идеального газа для двух значений температуры T₁ и T ₂ следует:, то P_{1 =} P_{2 или} P_{1 =} T₁

T₁ T₂ P₂ T₂

Зависимость между давлением и температурой прямая( как изменяется температура, так изменяется и давление )

График изохорического процесса называется изохорой.

Экспериментальным путем зависимость давления газа от температуры исследовал французский физик Жак Шарль (1746 - 1823) в 1787 г.

Поэтому уравнение (26.9) называется з а к о н о м Ш а р л я. Изохорный процесс можно осуществить, например, нагреванием воздуха при постоянном объеме( в закрытом сосуде).