Gas ideal. A ecuación de estado dun gas ideal. Izoprotsessy.

A ecuación do gas ideal de estado dun gas ideal, a súa temperatura e presión, o volume ... lista de parámetros e axustes, que operan na sección apropiada da física, é posible seguir por moito tempo. Hoxe imos falar sobre este tema.

O que está cuberto en física molecular?

O obxecto principal, que se considera nesta sección é un gas perfecto. A ecuación de estado dun gas ideal foi obtida con base nas condicións ambientais normais, e nós imos falar sobre un pouco máis tarde. Agora imos chegar a este "problema" de distancia.

Supoñamos que temos unha certa masa de gas. A súa condición pode ser definida por tres parámetros da natureza termodinámica. Isto, por suposto, da presión, volume e temperatura. ecuación de estado do sistema, neste caso a comunicación entre os seus parámetros de fórmula. Verifícase así: F (p, V, T) = 0.

Aquí estamos por primeira vez para roubar tranquilamente ata a aparición de algo como un gas ideal. Eles chamado gas, en que a interacción entre as moléculas son insignificantes. Xeralmente na natureza de tal non existe. Con todo, calquera gas raro próximo a el. Desde o perfecto pouco diferente nitróxeno, osíxeno e aire, están en condicións normais. Para escribir a ecuación de estado dun gas ideal, podemos utilizar a lei xeral dos gases. Obtemos: PV / T = const.

Un número concepto relacionado 1: lei de Avogadro

Pode dicir-nos que, se tomamos o mesmo número de moles de absolutamente calquera gas aleatoria e poñelos nas mesmas condicións, incluíndo temperatura e presión, o gas vai ocupar o mesmo volume. En particular, a experiencia foi conducida en condicións normais. Isto significa que a temperatura foi de 273,15 Kelvin, presión - unha atmosfera (760 mm Hg ou 101.325 Pascal). Con estes parámetros, volume de gas tomado igual a 22,4 litros. Polo tanto, podemos dicir que, para un mol de calquera proporción de gas parámetros numéricos será constante. É por iso que se decidiu dar esta designación figura pola letra R e chamalo a constante de gas universal. Así, é igual a 8,31. A dimensión J / mol * K.

gas ideal. A ecuación de estado dun gas ideal e manipula-los

Tentaremos reescribir. Para este fin, nós escribilo lo deste xeito: PV = RT. Ademais cometer unha operación fácil e multiplicar dous lados por un número arbitrario de moles. Obtemos PVU = Urt. Temos en conta o feito de que o produto do volume molar da cantidade da substancia é simplemente volume. Pero, ao mesmo tempo, o número de moles será misa privada e da masa molar. Iso é o que a ecuación Mendeleev-Clapeyron. Dá unha noción clara de que tipo de sistema forma dun gas ideal. A ecuación de estado dun gas ideal se fai: PV = MRT / M.

Nós obter unha fórmula para a presión

Imos gastar máis algunha manipulación da expresión obtida. Para iso, o lado dereito do Mendeleev-Clapeyron multiplicar e dividir polo número de Avogadro. Agora, coidadosamente, ollar para o produto da cantidade de sustancia sobre a constante de Avogadro. Este é máis que o número total de moléculas nun gas. Pero, á vez, a proporción de constante de gas universal ao número de Avogadro será igual a constante de Boltzmann. Por conseguinte, a presión da fórmula pode ser escrita do seguinte xeito: P = NKT / V ou p = NKT. Aquí, a notación n é a concentración de partículas.

Procesos de gas ideal

En física molecular , existe unha cousa como izoprotsessy. Este termodinámicas procesos que ocorren no sistema nunha parámetros constantes. A masa de material tamén debe permanecer constante. Imos mira-los máis especificamente. Así, a lei do gas ideal.

Presión permanece constante

Esta é a lei de Gay-Lussac. Parece que este: V / T = const. Pode ser reescrito dun modo diferente: V = Vo (1 + a). Aquí, a é 1 / 273,15 e K ^ -1 se chama o "coeficiente de expansión de volume". Podemos substituír, como a temperatura en graos Celsius e Kelvin. No último caso obtense unha fórmula V = Voat.

Volume permanece constante

Esta é a segunda lei de Gay-Lussac, máis frecuentemente citada como a lei de Charles. Parece que este: p / T = const. Existe outra formulación: p = PO (1 + a). As conversións poden ser realizadas de acordo co exemplo anterior. Como se pode ver, as leis dos gases ideais son por veces moi semellantes entre si.

A temperatura permanece constante

Se a temperatura do gas ideal permanece constante, entón podemos obter a lei de Boyle. PV = const: El pode así ser gravado.

Un concepto relacionado № 2: presión parcial

Imos dicir que temos unha embarcación con gases. Será unha mestura. O sistema está nun estado de equilibrio térmico, e os gases non reaccionan entre si. Aquí, N indica o número total de moléculas. N1, N2 e así por diante, respectivamente, o número de moléculas de cada un dos compoñentes existentes na mestura. Tomé fórmula presión p = NKT = NKT / V. Pode ser aberto para un caso concreto. Á fórmula mestura de dous compoñentes tórnase: P = (N1 + N2) KT / V Pero, a continuación, verifícase que a presión total será a suma das presións parciais de cada mestura. Isto significa que vai tomar a + P2 forma P1, e así por diante. Isto ser as presións parciais.

O que fai?

A fórmula contacto resultante indica que a presión do sistema é a partir do lado de cada grupo de moléculas. É, de feito, non depender dos demais. Isto leva a formulación lei de Dalton, máis tarde, co seu nome: unha mestura na que os gases non son quimicamente reaccionar entre si, a presión total é igual á suma das presións parciais.