| Темы на форуме | Автор | Дата |
Газовые законы
Индивидуальное вещество в газообразном состоянии характеризуется следующими величинами: Р - давлением; Т или t - температурой, измеряемой в градусах Кельвина или Цельсия; V - объемом; m- массой всего газа; М - молярной массой. Взаимосвязь между этими величинами устанавливают газовые законы. При этом используется простейшая модель газообразного состояния веществ - идеальный газ, которая основана на следующих допущениях: 1) между частицами газа отсутствуют силы взаимодействия; 2) сами частицы представляют собой материальные точки.
Вначале были установлены газовые законы, справедливые для постоянной массы данного газа (т.е. m = соnst и М = const ), и, кроме того, одна из оставшихся величин, (Р, V , Т) также поддерживается постоянной.
1. Т = const (изотермический процесс).
Взаимосвязь между изменением Р и V выражается законом Бойля-Мариотта
Р1 • V1 = Р2 • V2, или Р • V = const . (1)
2. Р = const (изобарический процесс).
Взаимосвязь между изменением V и t выражается законом Гей-Люссака
V1 = V0• (1+ αt ), (2)
где α - коэффициент удельного объемного расширения, равный для всех газов 1/273 град-1. Если это значение подставить в уравнение (2) и температуру выражать в шкале Кельвина, то закон Гей-Люссака запишется так:
V1 / T1 = V2 / T2, или V/ Т = const . (3)
3. V = const (изохорический процесс).
Взаимосвязь между Р и t выражается законом Шарля
P1 = P0( 1 + αt ),
где α = 1/273 град-1. В более удобной форме закон Шарля можно записать так:
Р1/ T1 = Р2/Т2, или Р/ T = const . (4)
На основе трех частных законов можно легко вывести объединенный газовый закон. Изобразим в координатах p - V две изотермы
Состояние газа в точке 1 характеризуется параметрами Р1, V1, T1, в точке 2 - Р2, V2, Т2. Перевести систему из точки 1 в точку 2 можно, например, по пути 1-3 (Т = const ) и по пути 3 - 2 (Р = const ) . Состояние газа в точке 3 будет характеризоваться величинами P3 = P2, V3, T3 = T1.
Чтобы установить взаимосвязь между Р1, V1, T1 и Р2, V2, T2, рассмотрим взаимосвязь этих величин с параметрами газа в промежуточной точке 3. Процесс 1-3 - изотермический, поэтому
P1V1 = P3V3 или P1V1 = P2V3 и V3 = P1V1/ P2. (5)
Процесс 3-2 - изобарический, поэтому
V3 / T3 = V2/ Т2 или V3/ Т1 = V2/ T2 и V3 = V2T1/ Т2. (6)
Приравнивая (5) и (6) и объединяя величины с одинаковыми индексами, получим
P1V1/ T1 = P2V2/ T2, или PV / T = const (7)
объединенный газовый закон, из которого легко можно получить частные законы.
Подчеркнем, что объединенный газовый закон, как и частные законы, справедлив только для постоянной массы данного газа.
Подготовка к ГИА и ВПР
