Идеальный газ

Характерными свойствами любого газа являются стремление занять как можно больший объём и сильная зависимость объёма от давления и температуры. Исходя из внешних признаков, газ – это такое состояние вещества, в котором вещество не имеет ни собственного определённого объёма, ни определённой формы.

Экспериментальным путём установлено, что объём любого газа зависит от трёх параметров: температуры – Т, давления – Р, числа молекул – N. Существуют законы, описывающие зависимость объёма от каждого из трёх параметров при постоянстве двух других:

1. Закон Бойля-Мариотта: при постоянной температуре объём данной массы газа обратно пропорционален давлению:

РV = const (T, N – const) (51)

При постоянной температуре объёмы данной массы газа обратно пропорциональны давлениям, под которыми находится газ:

(52)

Плотности газа ρ и его концентрация С при постоянной температуре прямо пропорциональны давлениям:

, (53)

. (54)

2. Законы Гей-Люссака – Шарля: при постоянном давлении объём данной массы газа прямо пропорционален абсолютной температуре:

V/T = const (P, N – const). (55)

При постоянном объёме давления данной массы газа прямо пропорциональны абсолютным температурам:

. (56)

Плотности и концентрации газа, находящегося под постоянным давлением, изменяются обратно пропорционально абсолютным температурам:

, (57)

. (58)

Зависимость между объёмами, давлениями и температурами для одной и той же массы газа выражается уравнением, объединяющим законы Бойля – Мариотта, Шарля и Гей – Люссака:

, (59)

где V₁ – объём газа при температуре Т₁ и давлении Р₁; V₂ – объём газа при температуре Т₂ и давлении Р₂ и т.д.

3. Закон Авогадро: при постоянных температуре и давлении в равных объёмах газов содержится одинаковое число молекул

V/N = const (P, T – const)

Из закона Авогадро вытекает важное следствие: при одинаковых условиях молярные объёмы всех газов одинаковы. При нормальных условиях ( Р=1атм) молярный объём газа V₀=22, 4 л.