Вопросс 29
Закон Гей-Люссака : Закон пропорциональной зависимости объёма газа от абсолютной температуры при постоянном давлении. Гей-Люссак первым продемонстрировал, что закон применим ко всем газам, а также к парам летучих жидкостей при температуре выше точки кипения. Математически он выразил своё открытие так:
где — объём данного количества газа при температуре 100 °C; — объём того же газа при 0 °C; — константа, одинаковая для всех газов при одинаковом давлении.
Изобарный процесс:
термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном давлении и постоянной массе идеального газа.
Согласно закону Гей-Люссака, при изобарном процессе в идеальном газе .
Работа, совершаемая газом при расширении или сжатии газа, равна .
Количество теплоты, получаемое или отдаваемое газом, характеризуется изменением энтальпии: .
Простейшие примеры изобарных процессов — нагревание воды в открытом сосуде, расширение газа в цилиндре со свободно ходящим поршнем. В обоих случаях давление равно атмосферному. Если изобарный процесс происходит настолько медленно, что давление в системе можно считать постоянным и равным внешнему давлению, а температура меняется так медленно, что в каждый момент времени сохраняется термодинамическое равновесие, то изобарный процесс обратим. Для осуществления изобарного процесса к системе надо подводить или отводить теплоту, которая расходуется на работу расширения и изменение внутренней энергии.
Графическое представление изобарного процесса
Вопрос 30
Основные уравнение мкт
, где k является постоянной Больцмана (отношение универсальной газовой постоянной R к числу Авогадро NA), i — число степеней свободы молекул ( в большинстве задач про идеальные газы, где молекулы предполагаются сферами малого радиуса, физическим аналогом которых могут служить инертные газы), а T - абсолютная температура.
Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) газовой системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения).
Изохорный процесс
Изохорический или изохорный процесс (от др.-греч. ἴσος «равный» и χώρος «место») — термодинамический процесс, который происходит при постоянном объёме. Для осуществления изохорного процесса в газе или жидкости достаточно нагревать (охлаждать) вещество в сосуде, который не изменяет своего объёма.
Изохорный процесс осуществляется в газах и жидкостях, находящихся в замкнутом сосуде, объем которого не меняется. В этом случае при изменении температуры газа (жидкости) изменяется его давление.
При изохорном процессе газ над внешними телами работы не совершает, не совершается и механической работы, связанной с изменением объема тела, поэтому изменение внутренней энергии тела происходит только за счет поглощения или выделения тепла. В случае изохорного процесса в идеальном газа вся теплота, сообщаемая газу, идет на увеличение его внутренней энергии.
В идеальном газе при изохорном процессе для данной массы газа при постоянном объеме давление газа, в соответствии с законом Шарля, прямо пропорционально температуре. Изохорный процесс можно описать уравнением:
р = рoaT,
где р — давление газа при абсолютной температуре Т;
р0 — давление газа при температуре 0оС;
a — температурный коэффициент объемного расширения газа, равный 1/273 К-1
графическое представление изохорного процесса
Уравнение изохорного процесса: v = const.
Графически в p-v-диаграмме изохорный процесс изображается линией, параллельной оси давлений Линии изохорного процесса в диаграмме состояния называется изохорой
Связь между параметрами в изохорном процессе подчиняется закону Шарля
И изохорном процессе вся подведенная теплота расходуется на изменение внутренней энергии тела. Для тела с произвольной массой вещества m имеем:
где cv — средняя массовая изохорная теплоемкость в интервале температур от T1, до Т2.
Вопрос 31
Количество вещества
физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. Под структурными единицами понимаются любые частицы, из которых состоит вещество (атомы, молекулы, ионы, электроны или любые другие частицы). Единица измерения количества вещества в СИ — моль. Фактическое количество единиц вещества в 1 моле называется числом Авогадро ( )
Молярная масса — это масса, которая приходится на один моль данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведениеммолекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле — на число Авогадро. Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т.е. зависит от Mr и Ar. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m
Постоянная Авогадро
(число Авогадро) - число структурных элементов (атомов, молекул, ионов или других частиц) в одном моле. Названа в честь А. Авогадро, обозначается . постоянная Авогадро - одна из фундамнентальных физических констант, существенная для определения многих других физических констант (постоянной Больцмана, постоянной Фарадея и др.)
Закон Авогадро
Его можно сформулировать так: один моль любого газа при одинаковых температуре и давлении занимает один и тот же объем, при нормальных условияхравный 22,41383 л. Эта величина известна как молярный объем газа.
Закон Дальтона
Закон о суммарном давлении смеси газов - Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений.
Закон о растворимости компонентов газовой смеси - При постоянной температуре растворимость в данной жидкости каждого из компонентов газовой смеси, находящейся над жидкостью, пропорциональна их парциальному давлению.