Savršeni plin. Jednadžba stanja idealnog plina. Izoprotsessy.

Idealni plin, jednadžba stanja idealnog plina, njegova temperatura i tlak, volumen helipip-lista parametara i definicija koji djeluju u odgovarajućem odjelu fizike može se nastaviti dulje vrijeme. Danas ćemo razgovarati samo o ovoj temi.

Što se smatra molekularnom fizikom?

Glavni objekt koji se razmatra u ovom odjeljku je idealan plin. Jednadžba stanja idealnog plina dobivena je uzimajući u obzir normalne okolinske uvjete, a o tome ćemo pričati malo kasnije. Sada pristupamo ovom "problemu" s daljine.

Recimo da imamo neku masu plina. Njegovo stanje može se odrediti pomoću tri parametri termodinamičkih karakter. Ovo, naravno, pritisak, volumen i temperatura. Jednadžba stanja sustava u ovom slučaju je odnosna formula između odgovarajućih parametara. Izgleda ovako: F (p, V, T) = 0.

Ovdje po prvi put polako pristupimo pojavi takvog koncepta kao idealnog plina. Zove se plin u kojem su interakcije između molekula zanemarive. Općenito, to ne postoji u prirodi. Međutim, bilo koji rijetkog plina je blizu nje. Iz idealnog je razlika između dušika, kisika i zraka u normalnim uvjetima. Da bismo zapisali jednadžbu stanja idealnog plina, možemo upotrijebiti zakon o kombiniranom plinu. Dobivamo: pV / T = const.

Srodni pojam broj 1: Avogadrojev zakon

On nam može reći da ako uzmemo isti broj mnoštva apsolutno slučajnog plina i stavimo ih pod istim uvjetima, uključujući temperaturu i tlak, tada će plinovi imati isti volumen. Konkretno, eksperiment je proveden u uobičajenim uvjetima. To znači da je temperatura bila 273,15 Kelvin, tlak - jedna atmosfera (760 milimetara žive ili 101325 Pascala). S ovim parametrima, plin je zauzeo volumen jednak 22,4 litre. Stoga možemo reći da će za jedan mulj bilo kojeg plina omjer numeričkih parametara biti konstantna vrijednost. Zato je odlučeno dati ovu sliku slovo R i nazvati ga univerzalnom konstanta plina. Tako je jednako 8,31. Dimenzija J / mol * K.

Savršeni plin. Jednadžba stanja idealnog plina i njegove manipulacije

Pokušajmo prepisati formulu. Da bismo to učinili, upisujemo ga u ovom obliku: pV = RT. Nadalje, izvršavamo jednostavnu akciju, pomnožite obje strane jednadžbe proizvoljnim brojem mola. Dobivamo pVu = uRT. Uzimamo u obzir činjenicu da je proizvod molarne volumene količinom materije jednostavno volumen. Ali broj molova u isto vrijeme bit će jednak privatnoj masi i molarnoj masi. Tako izgleda Mendelejev-Clapeyron jednadžba. To daje jasnu predodžbu o tome koji sustav predstavlja idealan plin. Jednadžba stanja idealnog plina ima oblik: pV = mRT / M.

Dobivamo formulu za pritisak

Učinimo još neke manipulacije s izrazima. Zbog toga umnožimo desnu stranu Mendeleev-Clapeyron jednadžbe i podijelimo brojem Avogadro. Sad gledamo usko na proizvod količine materije Avogadro broj. Ovo nije ništa više od ukupnog broja molekula u plinu. Ali istovremeno, omjer univerzalne plinske konstante prema Avogadrovom broju bit će jednak Boltzmannovoj konstanti. Prema tome, formule za tlak može se napisati na sljedeći način: p = NkT / V ili p = nkT. Ovdje je notacija n koncentracija čestica.

Idealni plinovi

U molekularna fizika postoji takva stvar kao isoprocesi. Ovo je termodinamičkih procesa, koji se pojavljuju u sustavu s jednim od konstantnih parametara. Masa tvari također mora ostati konstantna. Pogledajmo ih konkretnije. Dakle, zakoni idealnog plina.

Tlak ostaje konstantan

Ovo je zakon Gay-Lussaca. Izgleda ovako: V / T = const. Može se također prepisati na drugi način: V = Vo (1 + at). Ovdje je jednak 1 / 273,15 K ^ -1 i naziva se "koeficijentom volumetrijske ekspanzije". Možemo zamijeniti temperaturu i za Celzijsku ljestvicu i Kelvinovu ljestvicu. U potonjem slučaju dobivamo formulu V = Voat.

Glasnoća ostaje konstantna

Ovo je drugi zakon Gay-Lussaca, češće nazvan Charlesovim zakonom. Izgleda ovako: p / T = const. Postoji još jedna formulacija: p = po (1 + at). Transformacije se mogu provesti u skladu s prethodnim primjerom. Kao što se može vidjeti, zakoni idealnog plina ponekad su prilično slični jedni drugima.

Temperatura ostaje konstantna

Ako temperatura idealnog plina ostaje konstantna, možemo dobiti zakon Boyle-Mariotte. Može se pisati na ovaj način: pV = const.

Povezani koncept br. 2: djelomični tlak

Pretpostavimo da imamo posudu s plinovima. Bit će to mješavina. Sustav je u stanju termičke ravnoteže, a sami plinovi međusobno ne reagiraju. Ovdje, N označava ukupni broj molekula. N1, N2 i tako dalje, odnosno broj molekula u svakoj od komponenata dostupne smjese. Uzmi tlačne formule p = nkT = NkT / V. Može se otkriti za određeni slučaj. Za dvokomponentnu smjesu, formula ima oblik: p = (N1 + N2) kT / V. No, tada se ispostavlja da će se ukupni pritisak zbrajati iz parcijalnih tlakova svake mješavine. Dakle, imat će oblik p1 + p2 i tako dalje. To će biti parcijalni pritisci.

Zašto je to?

Formula dobivena pomoću nas pokazuje da je tlak u sustavu na strani svake skupine molekula. Usput, ne ovisi o drugima. Dalton ga je koristio u izradi zakona, koji je dobio ime po njemu: u smjesi u kojoj plinovi ne reagiraju kemijski jedni s drugima, ukupni pritisak će biti jednak zbroju parcijalnih pritisaka.