Поняття ідеального газу та його закони
Ідеальний – це газ, в якому нехтують власним об’ємом молекул і силами взаємодії між ними. Стан газу характеризується такими величинами: m – маса, P – тиск, V – об’єм, T – абсолютна температура. Закони ідеального газу встановлюють зв’язок між цими параметрами. Ізотермічний закон (закон Бойля-Маріотта) m = const, T = const: при незмінній масі і температурі добуток тиску на об’єм залишається незмінним
Ізобарний закон (закон Гей-Люсака) m = const, P = const: при незмінній масі і тискові об’єм газу прямо пропорційний температурі
Тут Vo – об’єм газу при температурі 0оС,
де Т=273+to – температура по абсолютній шкалі (шкала Кельвіна). Графіки цього закону зображені на рис.6.3.
Ізохорний процес (закон Шарля) m = const, V = const: при незмінній масі і об’ємові тиск газу прямо пропорційний температурі
Тут Рo – об’єм газу при температурі 0оС,
Графіки цього закону зображені на рис.6.4.
Зв’язок між усіма чотирма параметрами дає рівняння стану ідеального газу – рівняння Клапейрона-Менделєєва:
Тут μ – молярна маса газу, R = 8,31 Дж/(моль∙К) – газова стала.
|
. (6.1)
Графіки цього закону зображені на рис.6.2 в різних координатах.
. (6.2)
- температурний коефіцієнт об’ємного розширення. Він показує відносну зміну об’єму при зміні температури на 10. Вимірюється в 1/град, і для всіх ідеальних газів величина однакова і дорівнює 1/273 (1/град). Тому (6.2) набуває виду
,
. (6.3)
- температурний коефіцієнт тиску. Він показує відносну зміну тиску при зміні температури на 10. Вимірюється в 1/град, і для всіх ідеальних газів величина однакова і дорівнює 1/273 (1/град). Тому (6.3) набуває виду
. (6.4)
. (6.5)
