İdeal gazın basıncı nasıl değişir?

İdeal gaz fiziksel birgaz modeli. Bu model, moleküllerin birbirleriyle olan etkileşimini hemen hemen hesaba katmaz. Gazların davranışını matematiksel açıdan tanımlamak için kullanılır. Bu model gazın aşağıdaki özelliklerini varsaymaktadır:

• moleküllerin boyutu moleküller arasındaki mesafeden daha büyüktür;
• moleküller yuvarlak toplardır;
• Moleküller birbirlerinden ve geminin duvarlarından çarpışmadan sonra itilirler. Çarpışmalar mükemmel şekilde elastiktir;
• moleküller Newton kanunlarına göre hareket eder.

Birkaç ideal gaz türü vardır:

• klasik;
• kuantum (sıcaklık düşürme ve moleküller arasındaki mesafeyi arttırma koşullarında ideal bir gaz düşünülür);
• Yerçekimsel alanda (yerçekimsel bir alandaki ideal bir gazın özelliklerinde meydana gelen değişiklikleri göz önüne alır).

Aşağıda klasik ideal gaz düşünülmektedir.

İdeal gaz basıncını nasıl belirleyebilirim?

Tüm ideal gazların temel bağımlılığı Mendeleev-Clapeyron denklemi kullanılarak ifade edilmiştir.

PV = (m / M) • RT [Formül 1]

burada:

• P basınçtır. Ölçü birimi - Pa (Pascal)
• R = 8,314 evrensel gaz sabitidir. Ölçüm birimi (J / mol • K)
• T sıcaklıktır
• V hacmidir
• m gaz kütlesidir
• M, gazın molar kütlesidir. Ölçüm birimi (g / mol) 'dir.

P = nkT [Formül 2]

Formül 2, ideal bir gaz basıncının moleküllerin konsantrasyonuna ve sıcaklığına bağlı olduğunu gösterir. İdeal bir gazın tekilliklerini hesaba katarsak, n aşağıdaki formülle belirlenir:

n = mNa / MV [Formül 3]

burada:

• N, teknedeki moleküllerin sayısıdır
• N-_ve - sürekli Avogadro

Formül 3'ün formül 2'ye ikame edildiğinde, şunu elde ederiz:

• PV = (m / M) Na kT [Formül 4]
• k * N_ve = R [Formül 5]

Sabit R, Mendeleev-Clapeyron denkleminde bir mol gaz için sabittir (sabit basınçta ve sıcaklıkta, 1 mol farklı gazın aynı hacmi kapladığını hatırlatırız).

Şimdi, ideal bir gaz için basınç denklemini türettik

m / M = v [Formül 6]

• burada v v maddenin miktarıdır. Ölçü birimi köstebektir

İdeal bir gaz basıncının denklemini elde ederiz, formül aşağıda verilmiştir:

P = νRT / V [Formül 7]

• burada P basınçtır. Ölçü birimi - Pa (Pascal)
• R = 8,314 evrensel gaz sabitidir. Ölçüm birimi (J / mol • K)
• T sıcaklıktır
• V hacmidir.

İdeal gazın basıncı nasıl değişir?

Eşitliği analiz ederek, ideal gaz basıncının sıcaklık ve konsantrasyon değişimiyle orantılı olduğunu görebiliriz.

İdeal gaz durumunda, bağlı olduğu tüm parametreler mümkündür ve bazıları değişebilir. En olası durumları düşünelim:

• İzotermal süreç. Bu işlemin özelliği, içindeki sıcaklığın sabit (T = const) olmasıdır. Eşitlik 1'de sabit bir sıcaklığın yerini alırsak, P * V çarpımının değerinin de sabit olacağını görürüz.
  • PV = const [Formül 8]

Eşitlik 8, hacimgaz ve basıncı sabit bir sıcaklıkta. Bu denklem, fizikçiler Robert Boyle ve Edm Mariott tarafından deneyistlerce 17. yüzyılda keşfedildi. Denklem onuruna Boyle-Mariott kanunları ile atandı.

• İzokorik süreç. Bu işlemde hacim, gaz kütlesi ve molar kütlesi sabit kalır. V = sabit, m = sabit, M = sabit. Böylece ideal bir gaz basıncını elde ederiz. Formül aşağıda gösterilmiştir:
  • P = P₀AT [Formül 9]
  • Burada: P mutlak sıcaklıktaki gaz basıncı,
  • P₀ - 273 ° K (0 ° C) sıcaklıktaki gaz basıncı,
  • A, basıncın sıcaklık katsayısıdır. A = (1 / 273.15) K^-1

Bu bağımlılık 19. yüzyılda deneysel fizikçi Charles tarafından keşfedilmiştir. Bu nedenle, denklem yaratıcısının adıdır - Charles yasası.

Gaz sabit bir hacimde ısıtılırsa, izokorik proses izlenebilir.

• Gürültülü bir süreç. Bu işlem için basınç, gaz kütlesi ve mol kütlesi sabittir. P = const, m = const, M = const. İzobarik işlemin denklemi şu şekildedir:
  • V / T = const veya V = V₀AT [Formül 10]
  • burada: V₀ - 273 ° K (0 ° C) sıcaklıktaki gaz hacmi;
  • A = (1 / 273.15) K^-1.

Bu formülde, A katsayısı gazın hacimsel genişlemesi için bir sıcaklık katsayısı görevi görür.

Bu bağımlılık 19. yüzyılda fizikçi Joseph Gay-Lussac tarafından keşfedilmiştir. İşte bu eşitlik onun adını taşıyor - Guy-Lussac yasası.

Açıklığı sıvı ile kaplı olan bir boruya bağlanmış bir cam şişeyi alırsak ve yapıyı ısıtmak için izobarik süreç gözlemlenir.

Oda sıcaklığında havanın ideal gaza benzer özelliklere sahip olduğu belirtilmelidir.