Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Понятие идеального газа

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 117

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ С_Р/С_V

МЕТОДОМ КЛЕМАНА – ДЕЗОРМА

ВВЕДЕНИЕ

ПОНЯТИЕ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Идеальный газ – газ, при рассмотрении которого пренебрегают силами межмолекулярного взаимодействия и размерами молекул. Все реальные газы при достаточно высоких температурах и достаточно низких давлениях мало отличаются по своим свойствам от идеального газа, поэтому выводы, полученные для идеального газа, широко используются для решения практических задач.

Состояние газа характеризуют основными параметрами состояния: давлением p, температурой Т, удельным или молярным V_m объемом.

Давлением р называется отношение силы dF, действующей перпендикулярно поверхности, к площади dS этой поверхности:

. (1)

В СИ единица давления – паскаль (Па): 1 Па = 1 Н/м². В СГС единица давления – 1дин/см² = 0,1 Н/м². Часто используются внесистемные единицы измерения давления – 1 бар = 10⁵Па, физическая атмосфера – 1 атм. = 760 мм рт ст. = 1,013·10⁵ Па, техническая атмосфера – 1 ат. = 1 кг/см² = 0,981·10⁵ Па. В области низких давлений обычно пользуются единицей 1 мм.рт.ст. (торр) = 1/760 атм. = 133,3 Па.

Количество веществаν – физическая величина, характеризующая число структурных элементов, содержащихся в данной системе, Это могут быть атомы, молекулы, а также ионы, электроны и другие частицы. Единицей количества вещества в СИ является 1 моль. 1 моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода ¹²С. В одном моле любого вещества содержится 6,022·10²³ структурных элементов (число Авогадро).

Относительной молекулярной массой М _r вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 1/12 массы атома ¹²С. Из определения следует, что молекулярная масса является безразмерной величиной.

Молярная масса М вещества равна отношению массы m однородной системы к количеству вещества ν этой системы: М =m/ν. Молярная масса вещества пропорциональна относительной молекулярной массе данного вещества: М = kM_r, где k – размерный коэффициент пропорциональности, равный 10^-3 кг/моль. Отсюда следует, что молярная масса, выраженная в граммах на моль, численно равна относительной молекулярной массе.

Молярным объемом V_m называется объем одного моля вещества. Объем массы газа можно выразить через молярный объем:

, (2)

где m/M = ν - число молей (количество вещества).

Удельным объемом υ называется объем единицы массы вещества:

. (3)

Температура характеризует степень нагретости тела. Для измерения температуры пользуются Международной практической температурной шкалой 1968 г. (МПТШ – 1968). По этой шкале температура измеряется в ^оС (градусах Цельсия) и обозначается через t. При теоретических выкладках пользуются абсолютной температурной шкалой, по которой температура измеряется в К (кельвинах) и обозначается через Т. Соотношение между температурами по любой из этих шкал имеет вид:

Т = t + 273,15. (4)

Температура Т = 0 (по МПТШ – 1968 t = - 273,15^оС) называется абсолютным нулем температуры. Единица измерения температуры 1 градус, одинаковая для обеих шкал, определяется как одна сотая часть разности показаний термометров, помещенных в пары кипящей воды и тающий лед, при нормальном давлении (р_н = 1,013·10²³Па).

Закон Авогадро.

Соотношения между макроскопическими (лабораторных масштабов) и молекулярными (атомных масштабов) величинами выражаются с помощью закона и числа Авогадро. Согласно закону Авогадро, моль идеального газа при нормальных условиях (Т_н=273,15 К, р_н= = 760 мм. рт.ст. = 1,013·10²³ Па) занимает объем V_m = 22,4·10^-3 м³/моль и содержит постоянное число молекул N_A = 6,022·10²³ моль^-1, названное числом Авогадро. Число Авогадро является универсальной постоянной (одинаково для моля любого вещества в любом агрегатном состоянии).

12 3 4 Следующая ⇒