Уравнение состояния идеального газа
Произведение двух постоянных постоянной Больцмана к и числа Авогадро Na не зависит от рода газа и называется универсальной газовой постоянной, обозначаемой символом R: Для нескольких состояний данной массы газа m уравнение состояния записывается также в другой форме. Поделив обе части уравнения (42) на абсолютную температуру Т, получим: Уравнением состояния идеального газа данной массы называется… Читать ещё >
Уравнение состояния идеального газа (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Уравнением состояния идеального газа данной массы называется такое уравнение, которое связывает все три параметра газа: давление, объем, температуру.
Это уравнение может быть получено, используя основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Для этого в выражение (26) подставим значение, определяемое по формуле (27):
После того, как концентрацию п подставим в соотношение (33), получим:
Выразив число молекул /V по формуле (6), придем к соотношению: 
Произведение двух постоянных постоянной Больцмана к и числа Авогадро Na не зависит от рода газа и называется универсальной газовой постоянной, обозначаемой символом R:
Таким образом, уравнение состояния для произвольной массы газа m имеет вид:
Кроме трех параметров газа в уравнение входит количество вещества v, равное отношению массы газа m к молярной массе М:
Для одного моля газа (v=l) уравнение было получено французским физиком Б. Клапейроном; а русский химик Д. И. Менделеев обобщил его для любого числа молей. Поэтому соотношение вида (42) получило название — уравнение Менделеева-Клапейрона.
Для нескольких состояний данной массы газа m уравнение состояния записывается также в другой форме. Поделив обе части уравнения (42) на абсолютную температуру Т, получим:
Следовательно, для первого состояния газа с параметрами Р|, Vb Т| и второго состояния этой же массы газа с параметрами Р2, V2 и Т2 можно записать:
Эта форма уравнения газового состояния широко используется при расчетах, когда данный газ в процессе изменения параметров переходит из одного состояния во другое. Следует лишь не забывать, что соотношение вида (44) справедливо только для данной неизменной массы газа.
Историческая справка. Клапейрон Бенуа Поль Эмиль (1799−1864) — французский физик и инженер. Физические исследования посвящены теплоте, пластичности и равновесию твердых тел. В 1834 г. вывел уравнение состояния идеального газа, впервые ввел в термодинамику графический метод, например, предложил систему координат P-V.
Менделеев Дмитрий Иванович (1834−1907) — русский ученый. В 1869 г. открыл периодический закон химических элементов (один из основных законов естествознания — закон периодической зависимости свойств химических элементов от их атомных масс) и на его основе создал периодическую систему химических элементов. Предсказал существование критической температуры, обобщив уравнение Клапейрона, записал в 1874 г. общее уравнение состояния идеального газа. Сконструировал барометр, используемый для измерения давления.