Билет №8. 1. Уравнение состояния идеального газа (Уравнение Менделеева- Клапейрона). Изопроцессы

1. Уравнение состояния идеального газа (Уравнение Менделеева- Клапейрона). Изопроцессы.
Состояние данной массы газа полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния.
Для произвольной массы газа состояние газа описывается уравнением Менделеева- Клапейрона: ,

где р - давление,
V - объем, m - масса,
М - молярная масса,
R - универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль∙К).

Уравнение Менделеева- Клапейрона показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров, характеризующих состояние идеального газа. Однако многие процессы в газах, происходящие в природе и осуществляемые в технике, можно рассматривать приближенно как процессы, в которых изменяются лишь два параметра. Особую роль в физике и технике играют три процесса: изотермический, изохорный и изобарный.

Изопроцессом называют процесс, происходящий с данной массой газа при одном постоянном параметре — температуре, давлении или объеме. Из уравнения состояния как частные случаи получаются законы для изопроцессов.
Изотермическим называют процесс, протекающий при постоянной температуре: Т = const. Он описывается законом Бойля—Мариотта: pV = const.
Изохорным называют процесс, протекающий при постоянном объеме: V = const. Для него справедлив закон Шарля: .

Изобарным называют процесс, протекающий при постоянном давлении: р = const. Уравнение этого процесса имеет вид и называется законом Гей-Люссака.

Рисунок 1

Все процессы можно изобразить графически (рис. 1).
Реальные газы удовлетворяют уравнению состояния идеального газа при не слишком высоких давлениях и при не слишком низких температурах, т. е. для реального газа это уравнение и его следствия являются хорошим приближением.
^ 2. Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.