[ •• ]

Газовые законы

Закон Бойля-Мариотта (1660 г.)

Произведение давления газа данной массы на его объем постоянно при постоянной температуре.

Давление пропорционально числу молекул в единице объема.

Закон Гей-Люссака (1802 г.)

Объем фиксированной массы газа при постоянном давлении пропорционален его абсолютной температуре.

, – объем при нуле градусов по Цельсию.

Абсолютная температура

Введем абсолютную температура как , тогда .

Закон Шарля (1787 г.)

Давление фиксированной массы газа при постоянном объеме пропорционально его абсолютной температуре.

, – давление при нуле градусов по Цельсию.

Перейдем к шкале Кельвина .

Закон Авогадро (1811 г.)

В равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же число молекул.

Закон Авогадро можно сформулировать наоборот: равные количества молекул различных газов при одинаковых условиях (p и T) занимают одинаковые объемы.

Из второй формулировки легко вывести следствие

Следствие

При определённых температуре и давлении 1 моль любого вещества в газообразном состоянии занимает один и тот же объём.

При нормальных условиях этот объем равен 22,4 л/моль.

– молярный объем при нормальных условиях.

Закон Дальтона

Парциальное давление – давление, которое имел бы каждый из газов, составляющих смесь, если удалить из сосуда остальные газы.

Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений.

, где – парциальные давления.

Уравнение состояния идеального газа или уравнение Менделеева-Клапейрона.

Пусть 1 и 2 – два произвольных состояния идеального газа. Перейдем из состояния 1 в состояние 2 с помощью двух процессов.

1-3 изобарный процесс;

3-2 изотерма.

Параметры состояния 1

Параметры состояния 3

, ,

Параметры состояния 2

Следовательно для любых двух состояний некоторой произвольной массы газа справедливо равенство

Для одного моля при нормальных условиях

Для одного моля любого газа произведение давления на объем, отнесенное к абсолютной температуре, является постоянной величиной. Эту постоянную называют универсальной газовой постоянной и обозначают буквой R.

Следовательно для одного моля любого газа справедливо утверждение .

Пусть количество вещество выраженное в молях.

Учитывая, что , получаем

уравнение Менделеева-Клапейрона