Студопедия — Идеальный газ. Изопроцессы.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Идеальный газ. Изопроцессы.






Состояние газа (так же как жидкости и твердого тела) может быть описано и без рассмотрения молекулярного строения вещества. Это делают с помощью макроскопических величин, совокупность которых однозначно определяет состояние системы. Такие величины называют параметрами состояния (или термодинамическими параметрами). Параметрами состояния любой системы являются ее объем, давление и температура. Если в каком-либо процессе изменяется хотя бы один из параметров состояния системы, то и само состояние системы становится другим.

Идеальным называют газ, при описании свойств которого делают два допущения: не учитывают собственный размер газовых молекул и не учитывают силы взаимодействия между молекулами. Таким образом, моделью идеального газа является совокупность хаотически движущихся материальных точек, взаимодействующих между собой и со стенками содержащего газ сосуда только при непосредственном столкновении.

Все газы при не слишком высоких давлениях и при не слишком низких температурах близки по своим свойствам к идеальному газу. При высоких давлениях молекулы газа настолько сближаются, что пренебрегать их собственными размерами нельзя. При понижении температуры кинетическая энергия молекул уменьшается и становится сравнимой с их потенциальной энергией, следовательно, при низких температурах пренебрегать потенциальной энергией нельзя.

Таким образом, при высоких давлениях и низких температурах газ не может считаться идеальным.

Изопроцессы идеального газа

Процессы, в которых один из параметров состояния газа не изменяется называются изопроцессами. Закономерности изопроцессов, происходящих с идеальным газом, были установлены экспериментальным путем, их называют эмпирическими законами идеального газа.

Изотермический процесс. Закон Бойля — Мариотта (m = const, Т = const)

Процесс, при котором давление и объем газа меняются, а температура остается постоянной, называют изотермическим. (Чтобы осуществить изотермический процесс, необходимо сжимать или расширять газ очень медленно). Закон Бойля — Мариотта: при неизменной массе газа и постоянной температуре произведение объема газа на его давление есть величина постоянная.

График закона Бойля — Мариотта (изотерма) в координатах р, V имеет вид гиперболы.

Так как плотность r = m/V, то - при неизменной массе газа и постоянной температуре плотность газа пропорциональна его давлению.

 

Изобарный процесс. Закон Гей-Люссака (m = const, р = const).

Процесс, при котором давление газа постоянно, а температура и объем газа изменяются, называют изобарным. (Чтобы осуществить изобарный процесс, необходимо нагревать или охлаждать газ в цилиндре не закрепляя поршень.)

Обозначим V0 объем газа при 0°С, а V - его объем при t°C. При нагревании на t°C объем газа увеличивается на DV = V – V0. Установлено, что относительное изменение объема газа при постоянном давлении пропорционально изменению его температуры, т. е. (V – V0)/ V0 = bt, где b - термический коэффициент объемного расширения газа (численно равен относительному изменению объема газа, происходящему при его нагревании на 1 °С). [b] = К-1 (так как 1°С = 1 К).

Гей-Люссак установил, что для всех идеальных газов b = 1/273.

- закон Гей-Люссака, описывающий изобарный процесс: при неизменной массе газа и постоянном давлении термический коэффициент объемного расширения у всех газов одинаков и равен 1/273.

График (изобара) представляет собой прямую, наклоненную к оси абсцисс и пересекающую ось ординат в точке, соответствующей объему газа при 0°С.

Изохорный процесс. Закон Шарля (m = const, V = const).

Процесс, при котором объем газа постоянен, а температура и давление газа изменяются, называют изохорным. (Чтобы осуществить изохорный процесс, необходимо нагревать или охлаждать газ в закрытом сосуде).

Обозначим р0 давление газа при 0°С, а р - его давление при t°C. При нагревании газа на t°C его давление увеличивается на Dр = р - ро. Установлено, что относительное изменение давления газа пи постоянном объеме пропорционально изменению температуры газа, т. е. (р – р0)/р0 = gt, где g - температурный коэффициент давления газа (равен относительному изменению давления газа, происходящему при его нагревании на 1 °С). [g] = К-1.

Шарль установил, что для всех идеальных газов g = 1/273.

- закон Шарля, описывающий изохорный процесс: при неизменной массе газа и постоянном объеме температурный коэффициент давления у всех газов одинаков и равен 1/273.

График закона Шарля (изохора) представляет собой прямую, наклоненную к оси абсцисс и пересекающую ось ординат в точке, соответствующей делению газа при 0°С.

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 941. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Меры безопасности при обращении с оружием и боеприпасами 64. Получение (сдача) оружия и боеприпасов для проведения стрельб осуществляется в установленном порядке[1]. 65. Безопасность при проведении стрельб обеспечивается...

Весы настольные циферблатные Весы настольные циферблатные РН-10Ц13 (рис.3.1) выпускаются с наибольшими пределами взвешивания 2...

Хронометражно-табличная методика определения суточного расхода энергии студента Цель: познакомиться с хронометражно-табличным методом опреде­ления суточного расхода энергии...

Анализ микросреды предприятия Анализ микросреды направлен на анализ состояния тех со­ставляющих внешней среды, с которыми предприятие нахо­дится в непосредственном взаимодействии...

Типы конфликтных личностей (Дж. Скотт) Дж. Г. Скотт опирается на типологию Р. М. Брансом, но дополняет её. Они убеждены в своей абсолютной правоте и хотят, чтобы...

Гносеологический оптимизм, скептицизм, агностицизм.разновидности агностицизма Позицию Агностицизм защищает и критический реализм. Один из главных представителей этого направления...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия