Основные понятия и законы

Состояние некоторой массы газообразного вещества характеризуют зависимыми друг от друга физические величины, называемые параметрами состояния. К ним относятся объём V, давление р, температура T.

Уравнение состояния идеального газа - уравнение, которое связывает между собой пять параметров идеального газа: массу (m), молярную массу (М), температуру (Т), давление (P) и объем (V). Это уравнение было получено экспериментально, но т.к. трудно провести эксперимент с изменением пяти параметров, то первоначально были установлены частные газовые законы, когда три параметра фиксировались, и определялась взаимосвязь двух других.

Всякое изменение состояния тела (системы тел) называется термодинамическим процессом.

Для изучения и сравнения различных термодинамических процессов их изображают графически.

Изопроцессами называют термодинамические процессы, протекающие в системе с неизменной массой при постоянном значении одного из параметров состояния системы.

Процесс, протекающий в газе, при котором объём остаётся постоянным, называется изохорным.

Закон Шарля: давление газа данной массы при постоянном объёме возрастает линейно с увеличением температуры.

; ; (V=const, m=const).

Процесс, протекающий в газе, при котором давление остаётся постоянным, называется изобарным.

Закон Гей-Люссака: объем газа данной массы при постоянном давлении возрастает линейно с увеличением температуры.

 

где t - температура газа по шкале Цельсия;

V₀- объем данной массы газа при 0°С;

α -термический коэффициент объемного расширения.

Процесс, протекающий в газе, при котором температура остаётся постоянным, называется изотермическим.

Закон Бойля-Мариотта: давление газа данной массы при постоянной температуре убывает с увеличением объема.

; ; (T=const, m=const).

Для произвольной массы m газа с молярной массой M справедливо уравнение Менделеева - Клапейрона:

pV= RT, где

R=8,31 — молярная (универсальная) газовая постоянная.

В другом виде уравнение состояния идеального газа можно записать в виде:

р=nkT,

где n=  концентрация газа, то есть число частиц в единице объёма газа,

N_A – постоянная Авогадро, k – постоянная Больцмана.

Закон Дальтона (давление смеси химически не взаимодействующих газов):

где P_i - парциальное давление, N -количество газов в смеси.

Задание 1. Ответьте на вопросы:

1. Какой процесс называется изотермическим?

2. Какой процесс называется изобарным?

3. Какой процесс называется изохорным?

4. При каких условиях справедлив закон Бойля – Мариотта? Гей – Люссака? Шарля?