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

Т ₁      Т ₂                                                     T

 Это уравнение называют уравнением Клапейрона .

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

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.

 Тема 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 :                                  

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

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:

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).

Задачи по Основам МКТ

1. Кислород массой 80 г находится при давлении 200 кПа и температуре 300 К. Какой объем занимает газ ?
2. Найдите концентрацию молекул газа, если при температуре 27⁰ С этот газ оказывает давление 2,5 МПа .
3. Объем газа при давлении 500 кПа и температуре 300 К равен 400 л. При какой температуре та же масса газа займет объем 200 л, если давление станет 500 кПа ?