Das ideale Gas. Die Zustandsgleichung des idealen Gases. Изопроцессы.

Ideales Gas, Zustandsgleichung des idealen Gases, die Temperatur, Druck, Volumen… die Liste der Parameter und Definitionen, mit denen operieren im entsprechenden Abschnitt der Physik, der lange genug fortgesetzt werden kann. Heute sprechen wir gerade über dieses Thema.

Was ist in der molekularen Physik?

Das Kernstück, das in diesem Abschnitt beschrieben, ist ein ideales Gas. Die Zustandsgleichung des idealen Gases erhalten wurde unter Berücksichtigung der normalen Umweltbedingungen, und darüber sprechen wir etwas später. Jetzt kommen wir zu dieser “Problem” aus der Ferne.

Nehmen wir an, wir haben eine gewisse Masse des Gases. Ihr Zustand kann man bestimmen mit Hilfe der drei Parameter der thermodynamischen Natur. Es ist natürlich, Druck, Volumen und Temperatur. Die Gleichung des Systemstatus in diesem Fall wird die Formel der Verbindung zwischen den entsprechenden Parametern. Es sieht also so aus: F (p, V, T) = 0.

Hier haben wir zum ersten mal wählen wir langsam zur Entstehung von so etwas wie ein ideales Gas. Sie wird als Gas, in dem die Wechselwirkungen zwischen den Molekülen vernachlässigbar klein. Überhaupt in der Natur gibt es nicht. Aber jeder stark Gas mit geringer Dichte nahe. Von der idealen unterscheiden sich nur wenig Stickstoff, Sauerstoff und Luft, die sich in normalen Bedingungen. Zu notieren Zustandsgleichung des idealen Gases können wir die kombinierte gasgesetz. Erhalten wir: pV/T = const.

Assoziierte Begriff Nummer 1: das Gesetz von Avogadro

Er kann uns sagen, dass, wenn wir hier die gleiche Anzahl von Molen absolut jeder zufälligen Gas und stellen Sie Sie in den gleichen Bedingungen, unter denen die Temperatur und der Druck, die Gase nehmen die gleiche Menge. Insbesondere Experiment wurde unter normalen Bedingungen. Dies bedeutet, dass die Temperatur war gleich 273,15 Кельвинам und einem Druck von einer Atmosphäre (760 Millimeter quecksilbersäule oder 101325 Паскалей). Bei solchen Parametern Gas nahm das Volumen gleich 22,4 Liter. Daher können wir sagen, dass ein mol eines beliebigen Gases das Verhältnis der numerische Parameter wird konstant. Deshalb wurde beschlossen, diese Zahl geben die Bezeichnung mit dem Buchstaben R und nennen Sie die Universelle Gaskonstante. So, es ist gleich 8,31. Die Dimension J/mol*K.

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Das Ideale Gas. Die Zustandsgleichung des idealen Gases und Manipulation

Lassen Sie uns versuchen, die Formel umschreiben. Dazu schreiben wir ihn in dieser Form: pV = RT. Weiter werden einfache Aktion, multiplizieren beide Teile der Gleichung auf eine bestimmte Anzahl an Molen. Erhalten pVu = uRT. Berücksichtigen die Tatsache, dass das Werk Molaren Volumen auf die Anzahl der Stoffe ist einfach das Volumen. Aber weil die Zahl der Molen gleichzeitig wird gleich private Masse und molarer Masse. Genau so sieht die Gleichung Mendelejew-Клапейрона. Es gibt eine klare Vorstellung davon, welches System bildet ein ideales Gas. Die Zustandsgleichung des idealen Gases ändert sich: pV = mRT/M.

Eine Formel für den Druck

Wollen wir noch einige Manipulationen mit den erhaltenen Ausdrücken. Dazu den rechten Teil der Gleichung Mendelejew-Клапейрона multiplizieren und dividieren wir nun durch die Zahl von Avogadro. Jetzt sorgfältig schauen auf das Werk der Menge der Substanz auf die Zahl von Avogadro. Das ist nichts anderes als die Anzahl der Moleküle im Gas. Aber zur gleichen Zeit das Verhältnis der universellen Gaskonstante die Avogadro Zahl ist gleich der Boltzmann-Konstante. Also die Formel für den Druck aufnehmen können, also: p = NkT/V oder p = nkT. Hier bei n ist die Konzentration der Partikel.

Prozesse des idealen Gases

In der molekularen Physik gibt es so etwas wie изопроцессы. Diese thermodynamischen Prozesse, die einen Platz im System bei einer Konstanten Parameter. Dabei ist die Masse der Substanz sollte auch konstant bleiben. Betrachten wir Sie genauer. Also, die Gesetze des idealen Gases.

Konstant bleibt Druck

Das Ist das Gesetz der Homosexuell-Lussac. Sieht er so aus: V/T = const. Es kann umschreiben und anders: V = Vo (1+at). Hier a gleich 1/273,15 K^-1 und trägt den Titel "volumenausdehnungsverhältnis". Wir ersetzen die Temperatur sowohl in Celsius und in Kelvin. Im letzteren Fall erhält man die Formel V = Voat.

Konstant bleibt, Volumen

Das zweite Gesetz der Homosexuell-Lussac, mehr als oft genannte Gesetz von Charles. Sieht er so aus: p/T = const. Es gibt noch eine andere Formulierung: p = po (1 + at). Die Umwandlung kann durchgeführt werden in übereinstimmung mit dem vorherigen Beispiel. Wie Sie sehen, die Gesetze eines idealen Gases manchmal Recht ähnlich zueinander.

Konstant bleibt die Temperatur

Wenn die Temperatur eines idealen Gases konstant, so erhalten wir das Gesetz von Boyle. Er kann so geschrieben werden: pV = const.

Assoziierte Begriff Nummer 2: Partialdruck

Nehmen wir an, wir haben einen Behälter mit Gasen. Es wird eine Mischung aus. Das System befindet sich in einem Zustand des thermischen Gleichgewichts, und selbst die Gase nicht miteinander reagieren. Hier N bedeutet die Gesamtzahl der Moleküle. N1, N2 und so weiter, jeweils die Anzahl der Moleküle in den einzelnen Komponenten der verfügbaren Mischungen. Nehmen wir die Formel für den Druck p = nkT = NkT/V. Es kann für den konkreten Fall aufzudecken. Für Zweikomponenten-Mischungen Formel ändert sich: p = (N1 + N2) kT/V. Aber dannstellt sich heraus, dass Gesamtdruck wird, summiert sich aus privaten Druckdifferenz jeder Mischung. Was bedeutet, dass es eine Art p1 + p2 und so weiter. Es werden die partiellen Druck.

Was tut Sie?

Informationen, die von uns die Formel weist darauf hin, dass der Druck im System wird von den einzelnen Gruppen der Moleküle. Es ist übrigens nicht abhängig von anderen. Diese nutzte Dalton bei der Formulierung des Gesetzes genannt wurde, und später nach ihm benannt wurde: in der Mischung, wo Gase reagieren nicht miteinander chemisch, Gesamtdruck gleich der Summe der partialdrücke.