Молекулярно кинетическая теория
Заменим 
и запишем 
. (23)
Если газ взят в количестве одного моля 
, то: 
. (24)
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной газовой молекулы: 
Так как 
, то 
. (25)
При одной и той же температуре средняя энергия поступательного движения молекул любого газа одна и та же.
7.Уравнение состояния идеального газа - уравнение Менделеева-Клапейрона
Из основного уравнения молекулярно-кинетической теории (см. формулу (14)) следует закон Авогадро: в равных объемах разнородных газов при одинаковых условиях (одинаковой температуре и одинаковом давлении) содержится одинаковое число молекул:
(для одного газа),
(для другого газа).
Если V1 = V2; Т1 = Т2; r1 = r2, то n01 = n02.
Напомним, что единицей количества вещества в системе СИ является моль (грамммолекула) масса m одного моля вещества называется молярной массой этого вещества. Число молекул, содержащихся в одном моле разных веществ одинаково и называется число Авогадро (NA = 6,021023 1/моль).
Запишем уравнение состояния идеального газа для одного моля: 
, где Vm - объем одного моля газа; 
, где Vm - объем одного моля газа; (универсальная газовая постоянная).
Окончательно имеем: 
(26).
Уравнение (26) называется уравнением Клапейрона (для одного моля газа). При нормальных условиях (р = 1,013105 Па и Т = 273,150К) молярный объем любого газа Vm = 22,410-3 
. Из формулы (26) определим
; 
. От уравнения (26) для моля газа можно перейти к уравнению Менделеева-Клапейрона для любой массы газа m. Отношение 
дает число молей газа. Левую и правую части неравенства (26) умножим на . Имеем 
, где 
объем газа). Окончательно запишем: 
27). Уравнение (27) - уравнение Менделеева-Клапейрона. В это уравнение можно внести плотность газа 
и 
. В формуле (27) заменим V и получим 
или 
(28).
8.Опытные газовые законы. Давление смеси идеальных газов (закон Дальтона)
Опытным путем, задолго до появления молекулярно-кинетической теории, был открыт целый ряд законов, описывающих равновесные изопроцессы в идеальном газе. Изопроцесс - это равновесный процесс, при котором один из параметров состояния не изменяется (постоянен). Различают изотермический (T = const), изобарический (p = const), изохорический (V = const) изопроцессы. Изотермический процесс описывается законом Бойля-Мариотта: "если в ходе процесса масса и температура идеального газа не изменяются, то произведение давления газа на его объем есть величина постоянная PV = const(29). Графическое изображение уравнения состояния называют диаграммой состояния. В случае изопроцессов диаграммы состояния изображаются двумерными (плоскими) кривыми и называются соответственно изотермами, изобарами и изохорами.
Изотермы, соответствующие двум разным температурам, приведены на рис. 6.
Рис. 6
Изобарический процесс описывается законом Гей-Люссака: "если в ходе процесса давление и масса идеального газа не изменяются, то отношение объема газа к его абсолютной температуре есть величина постоянная: 
(30).
Изобары, соответствующие двум разным давлениям, приведены на рис.7.
Рис. 7
Уравнение изобарического процесса можно записать иначе: 
31), где V0 - объем газа при 00С; Vt - объем газа при t0C; t - температура газа в градусах Цельсия; a - коэффициент объемного расширения. Из формулы (31) следует, что 
. Опыты французского физика Гей-Люссака (1802 г) показали, что коэффициенты объемного расширения всех видов газов одинаковы и 
, т.е. при нагревании на 10С газ увеличивает свой объем на часть того объема, который он занимал при 00С. На рис. 8 изображен график зависимости объема газа Vt от температуры t0C.
Рис. 8
Изохорический процесс описывается законом Шарля: "если в ходе процесса объем и масса идеального газа не изменяются, то отношение давления газа к его абсолютной температуре есть величина постоянная: 
(32)
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6