Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона). Изотермический, изохорный и изобарный процессы

Используя зависимость давления от концентрации и температуры, можно найти связь между макроскопическими параметрами газа – объемом, давлением и температурой. . Это уравнение называют уравнением состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).

Изотермическим процессом называется процесс, протекающий при постоянной температуре. Из уравнения состояния идеального газа следует, что при постоянной температуре, массе и составе газа произведение давления на объем должно оставаться постоянным. Графиком изотермы (кривой изотермического процесса) является гипербола. Уравнение называют законом Бойля-Мариотта.

Изохорным процессом называется процесс, протекающий при неизменном объеме, массе и составе газа. При этих условиях , где – температурный коэффициент давления газа. Это уравнение называется законом Шарля. График уравнения изохорного процесса называется изохорой, и представляет из себя прямую, проходящую через начало координат.

Изобарным процессом называется процесс, протекающий при неизменном давлении, массе и составе газа. Аналогичным образом как и для изохорного процесса можно получить уравнение для изобарного процесса . Уравнение, описывающее этот процесс, называется законом Гей-Люссака. График уравнения изобарного процесса называется изобарой, и представляет из себя прямую, проходящую через начало координат.

Относительной молекулярной массой (или атомной) массой вещества M_r называют отношение массы молекулы (или атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода m_0C.

Количеством вещества ν называют отношение числа молекул N в данном теле к числу атомов N_a в 12 г углерода.

Постоянная Авогадро – число молекул или атомов в моле вещества. 6,02*10²³.

Молярной массой называют массу вещества, взятого в количестве одного моля.

Тепловое движение – беспорядочное движение молекул.

Броуновское движение – это беспорядочное движение частиц твёрдого вещества внутри жидкости.

Температура – мера средней кинетической энергии частиц, мера нагретости тела.

Идеальный газ – физическая модель, в которой ограниченное число молекул движутся без взаимодействия.

Изопроцесс – это процесс изменения системы при одном неизменном параметре.

Основное положение МКТ -

1) Ν=m/M=N/N_a – количество вещества;

2) m₀=M/Na – масса одной молекулы;

3) T=t+273 – связь температур;

4) Ē_ср = 3/2kT – связь энергии и температуры;

5) p=1/3m₀nŪ² – основное уравнение МКТ;

6) p=nRT – связь давления и температуры;

7) p=1/3ρŪ² – связь давления и плотности;

8) p=2/3nĒ – связь давления и энергии;

9) N=m/M•Na – количество молекул;

10) pV=m/M•RT – уравнение Менделеева – Клайперона;

11) pV/T=const – уравнение Клайперона;

12) pV=const – закон Бойля-Мариотта;

13) p/T=const – закон Шарля;

14) V/T = const – закон Гей-Люсака;

15) Ū=√3RT/M – средняя квадратичная скорость молекулы.