Уравнение состояния идеального газа

Сенин В.Г., МОУ «СОШ № 4», г. Корсаков
Что такое идеальный газ?
Назовите условия, при
которых газ можно считать
идеальным
Что называется
концентрацией?
Запишите и объясните
физический смысл
основного уравнения
молекулярно-кинетической
теории.
Опорные точки
температурной шкалы
Цельсия
Термоскоп Галилея
T = t+273,15
t = T – 273,15
0 K = - 273,15 oC
Какие параметры, характеризующие
газ и процессы, проходящие в нем,
называются микроскопическими параметрами ?
m0, d, v, Ek
m0
d
v
Ek
Каждая частица газа обладает микропараметрами
Какие параметры, характеризующие газ, и
процессы, проходящие в нем называются
макроскопическими параметрами ?
Если состояние газа не меняется, то не
меняются и эти параметры.
N
p  nkT n 
V
P V
 kN
T
P1  V1 P2 V2

 const!
T1
T2
P1  V1 P2 V2

 const!
T1
T2
Клапейрон Бенуа Поль Эмиль
Работы Клапейрона посвящены тепловым
процессам. В 1834 он ввел в термодинамику
графический метод, представив в геометрической
форме рассуждения Карно. В том же году вывел
уравнение состояния идеального газа (уравнение
Клапейрона), объединяющее закон Бойля – Мариотта, закон ГейЛюссака и закон Авогадро. Это было наиболее простое
соотношение, применимое с определенной степенью точности к
реальным газам при низких давлениях и высоких температурах (в
1874 оно было обобщено .Менделеевым и теперь известно как
уравнение Менделеева – Клапейрона).
P V
 kN
T
m
N
m0
P V m

R
T
M
M
m0 
NA
m NA
N
M
Äæ
N A  k  const  8,31
R
ìîëü  Ê
Менделеев Дмитрий Иванович
P V m

R
T
M
В 1869–1871 изложил основы
учения о периодичности,
открыл периодический закон и
разработал периодическую
систему химических элементов.
Нашел (1874) общее уравнение
состояния идеального газа,
Для одного моля идеального газа
при нормальных условиях
P V m

R
T
M
P V
R
T
Для произвольного числа моль идеального газа
при нормальных условиях
P V
  R
T
Что называют
уравнением состояния
системы?
Чему равна
универсальная газовая
постоянная в СИ?
Как запишется
уравнение состояния
для одного моля?
Чему равен объем
одного моля любого
газа при нормальных
условиях?
№1
Как изменится давление газа при уменьшении
в 4 раза его объема и увеличении температуры
в 1,5 раза?
Дано: V1=4V2; T2=1,5T1;
Найти: P2/P1-?
Решение: P1V1/T1=P2V2/T2; P2/P1=V1T2/V2T1;
P2/P1=4∙1,5=6;
Ответ: Увеличится в 6 раз;
№2
В сосуде вместимостью 500 см3 содержится 0,89 г
водорода при температуре 17 оС. Определите
давление газа.
Дано: V=500 см3 = 500∙10-6м3 = 5∙10-4м3;
m=0,89г=8,9∙10-4кг; t=17оС=290К;
МН2=2∙10-3 кг/моль
Найти: P-?
Решение: PV/T=(m/M)∙R; P = mRT/MV;
R=8,31Дж/моль∙К;
P=8,9∙10-4∙8,31∙290/2∙10-3∙5∙10-4=
2,14∙106Па = 2,14МПа;
Ответ: 2,14МПа;
№3
В сосуде емкостью 25,6 л находится 1,04 кг азота
при давлении 3,5 МПа. Определить температуру
газа.
Дано: V= 25,6 л = 25,6∙10-3м3;
m=1,04кг; Р=3,5МПа=3,5∙106Па;
МN2=28∙10-3 кг/моль
Найти: T-?
Решение: PV/T=(m/M)∙R; T = PVM/mR;
R=8,31Дж/моль∙К;
T=3,5∙106∙25,6∙10-3∙28∙10-3/1,04∙8,31=
290K;
Ответ: 290K или t =17 oC;