Опытные законы идеального газа

В молекулярно-кинетической теории пользуются моделью идеального газа, согласно которой считают, что:

1) собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда;

2) между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия;

3) столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

Закон Бойля-Мариотта: для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная:

при Т=const, m=const

Кривая зависимости р от V при Т=const называется изотермой.

рис.15

Законы Гей-Люссака:1) Объем данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:

V=V₀(1+αt) при p=const, m=const

Более удобный вид: ,

Кривая зависимости V от Т называется изобарой.

рис.16

2) Давление данной массы газа при постоянном объеме линейно изменяется с температурой:

р=р₀(1+αt) при V=const, m=const

Более удобный вид: ,

где р₀ и V₀ – объем и давление при

0 ⁰С, коэффициент α=1/273,15 К^-1

Кривая зависимости р от Т называется изохорой.

рис.17

Закон Авогадро: моли любых газов при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях этот объем равен 22,41^.10^-3м³/моль. N_A=6,022^.10²³моль^-1 – число молекул в одном моле вещества – постоянная Авогадро.

Закон Дальтона: давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов:

,

где р₁ , р₂….. р_n – парциальные давления, давления, которые оказывали бы отдельные газы смеси, если бы они занимали объем, равный объему смеси при той же температуре.

Русский ученый Д.И. Менделеев и французский Клапейрон получили уравнение состояния идеального газа, связывающее вместе три термодинамических параметра системы:

где V_m – молярный объем – объем одного моля газа, R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль^.К). Для произвольной массы газа уравнение записывается в виде:

где М – молярная масса, – количество вещества.

Существует еще одна форма записи этого уравнения:

где n – концентрация молекул газа, .

N_A=6,022^.10²³моль^-1 - число Авогадро