Идеал газ.

Date: 2014-03-11; view: 2617.

Идеал газдың физикалық моделіне сәйкес:

1) газ молекуласының өзіндік көлемі, ыдыс көлемімен салыстырғанда елеусіз аз.

2) газ молекулаларының арасында өзара әсерлесу болмайды.

3) газ молекулаларының өзара соқтығысуы және ыдыс қабырғасымен соқтығысуы абсалют серпімді.

Осыған сүйеніп идеал газды ретсіз қозғалған, өте елеусіз өзіндік көлемі бар және арақашықтықта бір-бірімен әсерлеспейтін молекула – шариктердің жиыны деп қарастыруға болады.

Идеал газды сипаттайтын заңдар – Бойль-Мариотт, Авогадро, Дальтон, Гей-Люссак заңдары.

Бойль – Мариот заңы.

Газдың берілген массасында тұрақты температурада қысымның көлемге көбейтіндісі тұрақты шама:

, және .

Тұрақты температурада заттың қасиетін сипаттайтын мен арасындағы байланыстылықты бейнелейтін қисықтық изотерма деп аталады.

Өтетін процестің температурасы жоғары болған сайын графиктегі изотермалар – гиперболалардың орналасу орны биік болады.

Авогадро заңы.

Зат мөлшері - зат құрамындағы арнаулы құрылымдық элементтер – молекула, атом немесе иондар санымен анықталатын физикалық шама.

Зат мөлшерінің бірлігі – моль – ¹²С көміртегі изотобының 0,012 кг қанша элемент болса, сондай арнаулы құрылымдық элементтер тұратын жүйенің зат мөлшері.

Әртүрлі заттардың бір молінде бірдей молекула саны болады, оны Авогадро саны деп атайды.

.

Авогадро заңы: бірдей температурада және қысымда кез келген газдың молі бірдей көлем алып тұрады.

Қалыпты жағдайда бұл көлем (молярлық көлем)

мынаған тең:

.

Молярлық маса - заттың бір молінің массасы; осыдан

.

Молярлық массаның өлшем бірлігі – килограмды мольге (кг/моль) бөлгенге тең.

Дальтон заңы.

Парциаль қысым дегеніміз егер газ сол температурада газ қоспаларының көлеміне тең көлемді бір өзі алып тұрса, онда газ қоспасының құрамына кіретін газдың түсіретін қысымы.

Дальтон заңы: идеал газдың қоспасының қысымы қоспаға кіретін газдардың парциаль қысымдарының қосындысына тең.

немесе

1. Гей – Люссак

заңы.

1) Газдың берілген массасының қысымы тұрақты көлемде температураға байланысты сызықты өзгереді.

, , .

2) Газдың берілген массасының көлемі тұрақты қысымда t температураға байланысты сызықты өзгереді

, , .

Мұндағы , және p₀ - кезіндегі көлем мен температура.

Тұрақты қысымда өтетін процесті изобаралық процесс деп атайды. Диаграммада координатында бұл процесс изобара деп аталатын түзумен бейнеленеді.

Тұрақты көлемде өтетін процесті изохоралық процесс дейміз. Диаграммада координатында изохора деп аталатын түзумен бейнеленеді.

Изобара және изохора температура осін нүктесінде қиып өтеді.

Егер санақ басын осы нүктеге ығыстырса, онда Кельвин шкаласын аламыз (термодинамикалық температураны) .

Температураның термодинамикалық шкаласында:

, .

Осыдан

, болғанда, немесе ,

, болғанда немесе , (Шарль заңы).

Мұндағы 1 және 2 индекс бір изобарада немесе бір изохорада жатқан кез келген күйге жатады.

Идеал газ күйінің теңдеуі.

Термодинамикалық жүйенің күй теңдеуі деп термодинамикалық тепе-теңдікте тұрған p қысым, көлем және температураны байланыстыратын термодинамикалық жүйенің теңдеуін айтады.

.

Мұнда әр айнымалы қалған екеуінің функциясы болып табылады.

Газдың кейбір массасы көлемді алып, температурада қысымда тұрсын.

Газдың осы массасы кез келген күйде параметрлермен сипатталады. 1 күйден 2 күйге өту тізбектей изотермиялық (1-1^/) және изохоралық (1;2) процестермен жүзеге асады.

Бойль- Мариотт және Гей – Люссак заңы бойынша:

,

шегеріп, идеал газдың күй теңдеуін аламыз.

немесе .

Авогадро заңы бойынша бірдей және мәнінде барлық газдың молі бірдей молярлық көлем алып тұрады.

Моль үшін идеал газдың күй теңдеуі:

мұндағы - (универсаль) әмбебап газ тұрақтысы.

Массасы газдың көлемі . Осыдан

.

Идеал газдың массасы үшін күй теңдеуі- Менделеев – Клапейрон теңдеуі:

.

Егер Больцман тұрақтысын пайдалансақ:

, онда күй теңдеуі мына түрге келеді.

.

мұндағы - молекула концентрациясы- көлем бірлігіндегі молекула саны.

Сонымен:

1) берілген температурада идеал газдың қысымы оның молекуласының концентрациясына тура пропорционал.

2) Бірдей температурада және қысымда барлық газдарда көлем бірлігінде бірдей молекула саны болады.

Қалыпты жағдайда газдың 1м³ -дегі молекула санын Лошмидт саны деп атайды.

Бақылау сұрақтары.

2. Идеал газ күйі теңдеуінің газдың молекулалар саны арқылы жазылған өрнегін көрсетіңіз

3. Идеал газ күйі теңдеуінің газдың молекулалар концентрациясы арқылы жазылған өрнегін көрсетіңіз

4. Қысымның бірлігі.

5. Зат мөлшерінің бірлігі.

6. Молекулалар концентрациясының бірлігі.

7. 6.Авогадро санын көрсетіңіз

8. Молекула-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі

9. Лошмидт санын жазып көрсет.

10. Моль дегеніміз не?

11. Больцман тұрақтысын көрсетіңіз

12. Газ тұрақтысын көрсетіңіз

13. Қалыпты жағдайдағы қысымның шамасы қандай?

14. Газдың бір молі үшін идеал газ күйінің теңдеуін көрсетіңіз

15. Абсолюттік температураның цельсий бағанасы бойынша температурасымен байланысы қандай?

16. Абсолют температураның бірлігі.

17. Клапейрон–Менделеев теңдеуінің бастапқы түрдегі өрнегін көрсетіңіз