Уравнение состояния идеального газа

Лекция №5

Раздел 2.Молекулярная физика и термодинамика.

Тема: Молекулярно-кинетическая теорияидеальных газов. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение идеального газа и следствие из него. Кинетическая энергия молекулы. Скорость газовых молекул. Термодинамическая шкала температур (шкала Кельвина).

Молекулярно-кинетической теорией называется учение, объяс­няющее свойства тел взаимодействием и движением молекул. Основ­ные ее положения таковы: 1. Все тела состоят из мельчайших час­тиц – атомов и молекул. 2. Между атомами и молекулами существуют силы взаимодействия, которые обнаруживаются на расстояниях, сравнимых с размерами молекул. Взаимодействие существенно зави­сит от типа молекул и расстояний между ними. 3. Атомы и молеку­лы находятся в состоянии непрерывного хаотического движения.

Данный раздел физики базируется на теории вероятностей. Теория вероятностей представляет собой раздел математики, в котором изучаются закономерности массовых явлений, носящих случайный характер.

Рассмотрим газообразное состояние вещества, которое харак­теризуется четырьмя величинами: массой – m, объемом – V, дав­лением – Р и температурой Т. Все эти величины в газообразном состоянии вещества зависят друг от друга и при изменении одной из них, вообще говоря, меняются все остальные. Простейшими свойствами обладает газ, взаимодействие между молекулами кото­рого пренебрежимо мало. Такой газ называется идеальным. Всякий реальный газ при достаточном разрежении близок по своим свойствам к идеальному. Некоторые газы, такие, как воздух, азот, кислород, даже при обычных условиях, т. е. при комнатной температуре и атмосферном давлении, мало отличаются от идеального газа. Формула, закономерно связывающая характеристики газообразного состояния вещества, называется уравнением состояния иде­ального газа или уравнением Менделеева – Клапейрона и записы­вается:

PV =

где R – универсальная газовая постоянная(R = 8,31 ; –масса моля. Моль – единица измерения количества вещества в системе СИ. Моль – количество вещества, масса которого в грам­мах равна его относительной молекулярной массе. В моле любого вещества содержится одинаковое число молекул N _А = 6,02 10²³(число Авагадра).