Презентация на тему Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы 10 класс

давлением Р
- объемом V
- температурой Т

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО

УРАВНЕНИЕ СОТОЯНИЯ

на главную

молекул и температуры
Можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических

параметра p, V и T , и характеризующие состояние данной массы достаточно разреженного газа. Это уравнение называют уравнением состояния идеального газа. Подставим уравнение p=nkT выражение для концентрации молекул газа. Учитывая формулу, концентрацию газа можно записать так:
где NA – постоянная Авогадро;
m – масса газа;
М – его молярная масса.

далее

назад

На главную

постоянной Авогадро NA называют универсальной
(молярной) газовой постоянной и обозначают

буквой R:
R=1.38*10-23 Дж/K-6.02*1023 1/моль=8,31 Дж/(моль*К).
Подставляя в уровнение вместо kNA универсальную
газовую постоянную R, получим уравнение состояния
для произвольной массы идеального газа:

далее

назад

На главную

газа, - это его
молярная масса.
Из уравнения состояния вытекает

связь между
давлением, объемом и температурой идеального
газа, которой может находится в двух любых
состояниях.
Если индексом 1 обозначить
параметры, относящиеся к первому состоянию, а
индексом 2 – параметры, относящиеся ко второму
состоянию, то согласно уравнению для газа данной
массы и .

назад

На главную

равны и их левые
части:

Данное уравнение называется уравнением Клапейрона

и представляет собой одну из форм записи уравнения
состояния.
Уравнение состояния для произвольной массы
идеального газа в первые получено великим русским
ученым Д.И.Менделеевым. Его называют уравнением
Менделеева - Клапейрона.

На главную

назад

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО УРАВНЕНИЕ СОТОЯНИЯ

Оно позволяет
полностью или частично ответить сразу на три

группы различных вопросов.
Уравнение состояния позволяет определить одну из
величин, характеризующих состояние, например
температуру, если известны две другие величины. Это
и используют в термометрах.
Зная уравнение состояния, можно сказать, как
протекают в системе различные процессы при
определенных внешних условиях: например, как будет
меняться давление газа, если увеличивать его объём
при неизменной температуре, и т.д.

далее

назад

На главную

состояние системы,
если оно совершает работу или получает теплоту

от
окружающих тел.

На главную

назад

1 — корпус; 2 — термочувствительный патрон; 3 — капиллярная трубка; 4,7 — сильфоны; 5, 6 — пружины; 8 — трубопровод жидкого хладагента; 9 — дросселирующий клапан.

Схема сильфонного терморегулирующего вентиля :

процессы, в которых масса
газа и один из трёх

параметров – давления, объём
или температура – остаются неизменными.
Количественные зависимости между двумя
параметрами газа при фиксированном значении
третьего параметра называют газовыми законами.
Процессы, протекающие при неизменном значении
одного из параметров, называют изопроцессами.
Изопроцесс – это идеализированная модель реального
процесса, которая только приближенно отражает
действительность.

далее

На главную

постоянной
температуре называют изотермическим.
Согласно уравнению состояния удельного газа в

любом состоянии с неизменной температурой
произведение давления газа на его объём остается
постоянным:
при .
Для газа данной массы произведение давления газа
на его объём постоянно, если температура газа не
меняется.

далее

назад

На главную

графически изображается
кривой, которая называется изотермой. Изотерма
газа изображает

обратно пропорциональную
зависимость между давлением и объёмом. Кривую
такого рода в математики называют гиперболой.
Изотермическим процессом приближенно можно
считать процесс медленного сжатия воздуха или
расширения газа под поршнем насоса при откачке его
из сосуда. Правда, при этом температура газа
меняется, но в первом приближении этим изменением
можно пренебречь.

Возврат

назад

На главную

называют
изобарным.
Согласно уравнению состояния для произвольной
массы идеального

газа в любом состоянии газа с
неизменным давлением отношение объёма газа к его
температуре остается постоянным:


Для газа данной массы отношение объёма к
температуре постоянно, если давление газа не
меняется.

далее

Возврат

при .

На главную

объём газа при постоянной температуре согласно закону Бойля –

Мариотта уменьшается. По этому изобара, соответствующая более высокому давлению P2 , лежит ниже изобара, соответствующий более низкому давлению P1 .

далее

назад

На главную

французским ученым Ж. Гей – Люссаком
(1778-1850) и носит название

закона Гей – Люссака.
Согласно уравнению объем
газа линейно зависит от температуры при постоянном
давлении:
Эта зависимость графически изображается прямой,
которая называется изобарой.
Изобарным можно считать расширение газа при
нагревании его в цилиндре с подвижным поршнем.
Постоянство давления в цилиндре обеспечивается атмосферным давлением на внешнюю поверхность поршня.

Возврат

назад

при

На главную

называют изохорным.
Из уравнение состояния для произвольной массы
идеального

газа вытекает, что в любом состоянии
газа с неизменным объёмом отношение давления газа
к его температуре остается постоянным:

при .

Для газа данной массы отношение давления к
температуре постоянно, если объём не меняется.

далее

Возврат

На главную

ростом объёма газа при постоянной температуре давление его согласно

закону Бойля – Мариотта падает. Поэтому изохора, соответствующая большему объёму V2, лежит ниже изохор, соответствующей меньшему объёму V1.

физикам Ж. Шарлем (1746-1823) и носит
название закона Шарля.

Согласно уравнению
при давление газа
линейно зависит от температуры при постоянном
объёме: .
Эта зависимость изображается прямой, называемой
изохорой.
Увеличение давления газа в любой емкости или в
электрической лампочки при нагревании является
изохорным процессом. Изохорный процесс
используется в газовых термометрах постоянного объёма.

назад

Литература

На главную