Для данной массы идеального газа объём при постоянном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре

Лекция №5 «Агрегатные состояния веществ».

Всего: 2 часа

Цель:

Изучить:

- характеристики агрегатных состояний веществ;

- научные основы сжижения газов, карамелизации, замораживания;

- влияния вязкости на вкусовые качества блюд

План:

Общая характеристика основных агрегатных состояний.

Газообразное состояние вещества.

Жидкое состояние вещества.

Твердое состояние вещества.

Вопрос 1. Общая характеристика основных агрегатных состояний.

 

Агрегатные состояния веществ. Их общая характеристика.

 

Твёрдое	Жидкое	Газообразное	Плазменное
Молекулы наиболее сближены, силы притяжения велики. Поступательное движение частиц отсутствует, молеку-лы, атомы или ионы совершают колеба-тельные движения около определённых точек. Твёрдость сохраняетформу, объем. СаСО3,(С6Н10О5)n, крахмал	Расстояние между молекулами больше, чем в твёрдом состо-янии, поэтому силы притяжения между молекулами меньше, но ещё значительны. Молекулы скользят около друг друга. Меняют легко свою форму, частично упо-рядочена структура – часть молекул сохра-няет определённое пространственное расположение. Чем меньше температура, тем больше упорядо-чена структура твер-дого тела. Молекулы, оказавшиеся на поверхности, могут преодолевать силы межмолекулярного взаимодействия и переходить в газовую фазу – испарение жидкости.	Молекулы в непре-рывном поступатель-ном движении, сталки-ваясь друг с другом и из-за малых сил притя-жения и большой Е кинетич. Тотчас разле-таются. Поступатель-нsv движением объяс-няется способность газов заполнять весь предоставленный объем. Газы обладают способностью сжи-маться из-за больших межмолекулярных расстояний.	При нагревании ве-ществ до температуры равной тысячи милли-она оС переходят в ионизированный газ-плазму. Плазма-это смесь беспрерывно перемещающихся атомов, молекул, электронов, атомных ядер. В целом электро-нейтральна, не обла-дает электронной и ионной проводимо-стью. Молнии, элект-рическая дуга, неоно-вые лампы, звёзды, солнце.

 

Вопрос 2. Газообразное состояние вещества.

 

Идеальный газ, основные законы идеального газа.

Упрощённой моделью газового состояния является идеальный газ. Если газ очень разрежён, то расстояние между молекулами так велико, что силами межмолекулярного взаимодействия можно пренебречь. И объёмом молекул тоже, так как он ничтожно мал по сравнению с объмом газа. Такой газ называется идеальным. Физическое состояние ИГ определяется тремя параметрами: Т, Р, V. Все эти величины связаны между собой и зависимость между ними называется уравнением состояния, которое вытекает из трех газовых законов: Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Каждый из них устанавливает зависимость между двумя параметрами при неизменном третьем параметре.

 

1) V (P), T = const

 

Закон Бойля-Мариотта:

Объём данной массы газа при постоянной температуре пропорционален давлению, под которым газ находится:

V₁/V₂ = Р₂/Р₁ или P₁V₁=P₂V_{2 =}k k=const

 

То есть, произведение объёма газа на давление при данной температуре есть величина постоянная.

 

2) V (T), P = const

 

Закон Гей-Люссака:

Для данной массы идеального газа объём при постоянном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре.

V = kT

V - Объём газа

T - Абсолютная температура 1К = 273 + ^оС

K- Константа

 

Для нормальных условий (н.у.) V_о= kT_o, V_o – объём газа при н.у., Т_о= 273К

При этих условиях 1 моль газа занимает V = 22,4 л

Число молекул, содержащихся в 1 моле, называется постоянной Авогадро: N_а = 6,02∙10²³

V / V_o = kT / kT_o => V /V_o= T / T_o => V = V_oT / T_o

3) P (T), V=const

 

Закон Шарля (установил, нагревая газ в закрытом сосуде и наблюдая увеличение давление газа):

Для данной массы идеального газа давление при постоянном объёме прямо пропорционально абсолютной температуре:

Р = кТ

Р - давление газа,

Т - абсолютная температура,

к – константа

 

Для нормальных условий: Р / Р_о = kT / kT_o => P = P_oT /T_o

 

4) Одновременно меняются все три параметра, характеризующие состояние газа.

 

Уравнение состояния идеального газа связывает между собой одновременно значения давления, объёма и температуры.

 

PV / T = PоV_о / T_о

 

PоV_о / T_о= const = R= 8,313∙10³ Дж - Универсальная газовая постоянная

PV/T = R, PV = RT – для 1 моля газа

Для n молей газа: PV = nRT n = m/M

 

PV = m / M∙RT уравнение Менделеева - Клайперона