ІДЕАЛЬНИЙ ІДЕАЛЬНИЙ ГАЗ.ГАЗ.

ГАЗОВІ ЗАКОНИГАЗОВІ ЗАКОНИ

ПЛАНПЛАН

1.1. Рівняння газового стануРівняння газового стану

2.2. Дослідні газові закониДослідні газові закони

3.3. Шкала КельвінаШкала Кельвіна

РІВНЯННЯ ГАЗОВОГО СТАНУРІВНЯННЯ ГАЗОВОГО СТАНУ

Рівнянням стану фізичної системи Рівнянням стану фізичної системи називається формула, яка встановлює зв'язок називається формула, яка встановлює зв'язок між основними термодинамічними між основними термодинамічними величинами: об'ємом тіла V, тиском P і величинами: об'ємом тіла V, тиском P і температурою T при термодинамічній температурою T при термодинамічній рівновазі.рівновазі.

Для ідеального газу рівняння стану має Для ідеального газу рівняння стану має вигляд вигляд

p — тиск,p — тиск,

Vμ — молярний об'єм,Vμ — молярний об'єм,

T — абсолютна температура,T — абсолютна температура,

R — універсальна газова сталаR — універсальна газова стала

Оскільки Оскільки

де ν — кількість речовини, то рівняння де ν — кількість речовини, то рівняння можна записати у вигляді: ; можна записати у вигляді: ;

Останнє рівняння називають об'єднаним газовим Останнє рівняння називають об'єднаним газовим законом. З нього випливають закони Бойля—законом. З нього випливають закони Бойля—Маріотта, Шарля і Гей—Люссака: Маріотта, Шарля і Гей—Люссака:

— — закон Гей-Люссаказакон Гей-Люссака

— — закон Шарля (другий закон Шарля (другий закон Гей-Люссака) закон Гей-Люссака)

— — закон Бойля-закон Бойля-Маріотта Маріотта

Якщо записати , Якщо записати ,

де m — маса, μ — молярна маса, рівняння де m — маса, μ — молярна маса, рівняння стану виглядатиме так: стану виглядатиме так:

ДОСЛІДНІ ГАЗОВІ ЗАКОНИДОСЛІДНІ ГАЗОВІ ЗАКОНИ

Для ідеальних газів справедливий закон Для ідеальних газів справедливий закон Авогадро, який стверджує, що в рівних Авогадро, який стверджує, що в рівних об’ємах при рівних умовах міститься об’ємах при рівних умовах міститься однакове число молекул. Один моль однакове число молекул. Один моль довільної речовини містить довільної речовини містить NNА А = 6,023= 6,023⋅⋅1023 1023 мольмоль-1 -1 - число Авогадро молекул. На підставі - число Авогадро молекул. На підставі закону Авогадро моль ідеальних газів при закону Авогадро моль ідеальних газів при нормальних умовах (тиск Ро нормальних умовах (тиск Ро = 760 = 760 мм ртмм рт..стст. . = ,015= ,015⋅⋅105 105 ПаПа; ;

• температура То температура То = 273,15 = 273,15 К) займає один і К) займає один і той же, незалежно від природи ідеального той же, незалежно від природи ідеального газу, об’єм, що, якгазу, об’єм, що, як

• показує досвід, дорівнює показує досвід, дорівнює VVм м = 22,4= 22,4⋅⋅10-3 10-3 мм3/3/моль. Для суміші ідеальних газів моль. Для суміші ідеальних газів справедливий закон Дальтона: тиск суміші справедливий закон Дальтона: тиск суміші газів дорівнює сумі парціальних тисків газів дорівнює сумі парціальних тисків газів суміші:газів суміші:

• Р Р = = РР1 + 1 + РР2 + ... + 2 + ... + РРn . n . (5.1)(5.1)

Парціальним тиском Рі називається тиск, що Парціальним тиском Рі називається тиск, що його чинив би і-тий ідеальний газ суміші, його чинив би і-тий ідеальний газ суміші, якби він займав самостійно об’єм посудини. якби він займав самостійно об’єм посудини. Цей закон є відображенням принципу Цей закон є відображенням принципу суперпозиції, принципу незалежності дії сил.суперпозиції, принципу незалежності дії сил.

Співвідношення між параметрами одного і Співвідношення між параметрами одного і того ж стану термодинамічної системи того ж стану термодинамічної системи носить назву рівняння стану; співвідношення, носить назву рівняння стану; співвідношення, що встановлює зв’язок між параметрами що встановлює зв’язок між параметрами термодинамічної системи в різнихтермодинамічної системи в різних

станах термодинамічного процесу, носить станах термодинамічного процесу, носить назву закону.назву закону.

Закони ідеальних газів були встановлені Закони ідеальних газів були встановлені дослідним шляхом і маютьдослідним шляхом і мають

місце для постійної маси ідеального газу. місце для постійної маси ідеального газу.

ШКАЛА КЕЛЬВІНАШКАЛА КЕЛЬВІНАКельвін (позначення K)Кельвін (позначення K) — одиниця — одиниця температури в системі СІ, одна з семи температури в системі СІ, одна з семи основних одиниць цієї системи.основних одиниць цієї системи.Кельвін, згідно з міжнародною угодою, Кельвін, згідно з міжнародною угодою, визначається двома точками: абсолютним визначається двома точками: абсолютним нулем та потрійною точкою води. нулем та потрійною точкою води. Абсолютний нуль температури, за Абсолютний нуль температури, за визначенням, дорівнює точно 0 K та –273,15 визначенням, дорівнює точно 0 K та –273,15 °C. При абсолютному нулі температури весь °C. При абсолютному нулі температури весь кінетичний рух часток матерії припиняється кінетичний рух часток матерії припиняється (в класичному розумінні) і, таким чином, (в класичному розумінні) і, таким чином, матерія не має теплової енергії. матерія не має теплової енергії.

Потрійній точці води, також за визначенням, Потрійній точці води, також за визначенням, призначається температура 273,16 K та 0,01 призначається температура 273,16 K та 0,01 °C. Наслідком таких визначень двох опорних °C. Наслідком таких визначень двох опорних точок абсолютної термодинамічної шкали є: точок абсолютної термодинамічної шкали є: один кельвін дорівнює точно 1/273,16 один кельвін дорівнює точно 1/273,16 часткам температури потрійної точки води; часткам температури потрійної точки води; один кельвін точно дорівнює одному градусу один кельвін точно дорівнює одному градусу Цельсія; різниця між двома температурними Цельсія; різниця між двома температурними шкалами дорівнює точно 273,15 кельвіна.шкалами дорівнює точно 273,15 кельвіна.

Деякі важливі точки температурної шкали, Деякі важливі точки температурної шкали, що стосуються кельвіна, наведені в таблиці:що стосуються кельвіна, наведені в таблиці:

ТочкаТочка ТемператураТемпература

КельвінКельвін градусградусЦельсіяЦельсія

градусградусФаренгейтаФаренгейта

Абсолютний нульАбсолютний нуль(точно за (точно за

визначенням)визначенням)

0 K0 K ––273,15 °C273,15 °C −−459,67 °F459,67 °F

Точка замерзання водиТочка замерзання води 273,15 K273,15 K 0 °C0 °C 32 °F32 °F

Потрійна точка водиПотрійна точка води 273,16 K273,16 K 0,01 °C0,01 °C 32,018 °F32,018 °F

Точка кипіння води1Точка кипіння води1 373,1339 K373,1339 K 99,9839 °C99,9839 °C 211,9710 °F211,9710 °F

ВИСНОВКИВИСНОВКИРівнян́ням ста́ну фізичної системиРівнян́ням ста́ну фізичної системи називається називається формула, яка встановлює зв'язок між основними формула, яка встановлює зв'язок між основними термодинамічними величинами.термодинамічними величинами. Для ідеальних газів справедливий закон Авогадро, Для ідеальних газів справедливий закон Авогадро, який стверджує, щоякий стверджує, щов рівних об’ємах при рівних умовах міститься в рівних об’ємах при рівних умовах міститься однакове число молекул. однакове число молекул. Кельвін (позначення K)Кельвін (позначення K) — одиниця температури в — одиниця температури в системі СІ, одна з семи основних одиниць цієї системі СІ, одна з семи основних одиниць цієї системи.системи.