Ideaal gas. De toestandsvergelijking van een ideaal gas. Izoprotsessy.

Het ideaal gas toestandsvergelijking van een ideaal gas, de temperatuur en druk, volume ... parameterlijst en definities, die actief zijn in het desbetreffende gedeelte van de natuurkunde is het mogelijk om lang genoeg blijven. Vandaag zullen we praten alleen maar over dit onderwerp.

Wat is bedekt met moleculaire fysica?

Het voornaamste doel, die wordt beschouwd in deze sectie is een perfecte gas. De toestandsvergelijking van een ideaal gas werd verkregen op basis van de normale omstandigheden, en we zullen over een beetje later praten. Laten we nu gekomen om dit "probleem" van een afstand.

Stel we hebben een bepaalde massa van gas. Haar toestand kan worden gedefinieerd door drie parameters van thermodynamische natuur. Dit natuurlijk druk, volume en temperatuur. Systeemstatus vergelijking in dit geval communicatie tussen de respectievelijke formule parameters. Zo blijkt: F (p, V, T) = 0.

Hier zijn we voor de eerste keer om rustig te stelen tot het ontstaan van zoiets als een ideaal gas. Zij noemden gas, waarbij de interactie tussen de moleculen te verwaarlozen. Over het algemeen in de aard van dergelijke bestaat niet. Echter een ijl gas dicht daarbij. Van de perfecte beetje anders stikstof, zuurstof en lucht, zijn in normale omstandigheden. Om de toestandsvergelijking van een ideaal gas te schrijven, kunnen we de gecombineerde gaswet gebruiken. We krijgen: PV / T = const.

Een gerelateerde concept nummer 1: Avogadro's wet

Het kan ons vertellen dat als we hetzelfde aantal molen absoluut elke willekeurige gas en zet ze in dezelfde omstandigheden, met inbegrip van temperatuur en druk, zal het gas hetzelfde volume innemen. In het bijzonder werd het experiment uitgevoerd onder normale omstandigheden. Dit betekent dat de temperatuur 273,15 Kelvin, druk - één atmosfeer (760 mm Hg of 101.325 Pascal). Met deze parameters genomen gelijk aan 22,4 liter gasvolume. Daarom kunnen we zeggen dat één mol van elke gas- numerieke parameters constant zijn. Daarom werd besloten om dit cijfer aanwijzing door de letter R geven en noemen het de universele gasconstante. Daardoor is gelijk aan 8,31. De afmeting J / mol * K.

Ideaal gas. De vergelijking van de toestand van een ideaal gas en manipuleren

Laten we proberen te herschrijven. Voor dit doel, we schrijven in deze vorm: pV = RT. Verdere commit ongecompliceerde bediening, vermenigvuldig beide zijden door een willekeurig aantal molen. We krijgen PVU = URT. We houden rekening met het feit dat het product van de molaire volume in de hoeveelheid van de stof is gewoon volume. Maar op hetzelfde moment het aantal molen zal private massa en molecuulgewicht zijn. Dat is wat de vergelijking Mendelejev-Clapeyron. Het geeft een duidelijk idee van wat voor soort systeem vormt een ideaal gas. De toestandsvergelijking van een ideaal gas wordt: pV = MRT / M.

We leiden een formule voor druk

Laten we besteden wat meer manipulatie van de verkregen expressie. Om dit te doen de rechterzijde van de Mendelejev-Clapeyron vermenigvuldigen en delen door het aantal Avogadro. Nu zorgvuldig te kijken naar het product van de hoeveelheid stof op de constante van Avogadro. Dit is niets anders dan het totale aantal moleculen in een gas. Maar op hetzelfde moment, de verhouding van de universele gasconstante voor het getal van Avogadro is gelijk aan de constante van Boltzmann. Bijgevolg kan de druk van de formule aldus geschreven worden: p = NKT / V of p = nkT. Hier is de notatie n concentratie van de deeltjes.

Processen ideaal gas

In moleculaire fysica bestaat zoiets als izoprotsessy. Deze thermodynamische processen die plaatsvinden in het systeem een constante parameters. De massa van materiaal dient ook constant blijven. Laten we eens kijken naar hen meer in het bijzonder. Dus de ideale gaswet.

Constant blijft

Dit is de wet van Gay-Lussac. Het ziet er als volgt uit: V / T = const. Het kan worden herschreven op een andere manier: V = Vo (1 + at). Hier, a 1 / 273,15 en K ^ -1 wordt de "volume uitzettingscoëfficiënt." We kunnen vervangen als de temperatuur in Celsius en Kelvin. In het tweede geval verkrijgt men een formule V = Voat.

Volume blijft constant

Dit is de tweede wet van Gay-Lussac, vaker aangeduid als de wet van Charles. Het ziet er als volgt uit: p / T = const. Er is een formulering: p = po (1 + at). Omzettingen kunnen worden uitgevoerd volgens het voorgaande voorbeeld. Zoals te zien is, de ideale wetten gas zijn soms nogal op elkaar lijken.

De temperatuur blijft constant

Als de ideale temperatuur gas constant blijft, dan kunnen we de wet van de Boyle te krijgen. pV = const: Hij kan dus worden opgenomen.

Een verwant concept № 2: partiële

Laten we zeggen dat we hebben een schip met gassen. Het zal een mengsel zijn. Het systeem is in een toestand van thermisch evenwicht, en gassen niet met elkaar reageren. Hier geeft N het totale aantal moleculen. N1, N2 en dergelijke, respectievelijk het aantal moleculen in elk van de bestaande componenten van het mengsel. Neem formule druk p = nkT = NKT / V. Het kan worden geopend voor een specifiek geval. Voor de twee-componentenmengsel wordt formule: p = (N1 + N2) kT / V. Maar dan blijkt dat de totale druk de som van de partiële drukken van elk mengsel zijn. Dit betekent dat het de vorm p1 + p2 zal nemen, en ga zo maar door. Dit zal de partiële drukken.

Wat doet het?

De resulterende kontaktformulier geeft aan dat de systeemdruk van de kant van elke groep van moleculen. Het is overigens niet afhankelijk van anderen. Dit neemt de formulering Dalton wet later naar hem genoemd: een mengsel waarin het gas niet chemisch met elkaar reageren, de totale druk is gelijk aan de som van de partiële drukken.