Газовые законы

Report
Газовые законы
*Что является объектом
изучения МКТ?
Идеальный газ
*Что в МКТ называется
идеальным газом?
Идеальный газ – это газ, в
котором взаимодействием
между молекулами можно
пренебречь.
*Какие три термодинамических
параметра используют
для того, чтобы описать
состояние идеального газа?
Давление, объем и
температура – p, V, T
*Какое уравнение связывает
между собой все три
термодинамических
параметра?
Уравнение состояния
идеального газа
pV =  R T
Уравнение состояния
идеального газа
pV=RT
р – давление газа (Па)
V – объем газа (м3 )
T – температура газа (К)
 – количество вещества (моль) 

=

R – универсальная газовая постоянная
R=
8.31 Dж/(моль•K)
Изопроцессы и газовые законы
Процессы, протекающие в термодинамической
системе при постоянной массе и одном неизменном
макроскопическом параметре когда два других
изменяются, называются изопроцессами.
Изопроцессы являются идеализированной моделью
реального процесса в газе.
Изопроцессы подчиняются газовым законам.
Газовые законы определяют количественные
зависимости между двумя параметрами газа при
неизменном значении третьего.
Газовые законы справедливы для любых газов и
газовых смесей.
Изотермический процесс ( T = const)
Изотермическим процессом
называются изменения состояния газа,
протекающие при постоянной температуре.
pV=RT
p V = const
Изотермический процесс в идеальном газе
подчиняется закону Бойля-Мариотта
Закон Бойля-Мариотта
Для газа данной массы
произведение давления газа
на его объем постоянно,
если температура газа не
меняется.
Роберт Бойль
в 1662 г.
Эдм Мариотт в 1676 г.
Графическое представление
изотермического процесса:
Формулу закона можно записать иначе
  =   при T = const
где 1 , 1 , 2 , 2 – параметры газа в разные
моменты времени
p =


p=f (V)-график,
отражающий изотермический
процесс, называется изотермой
(математически – это
гипербола)
Изобарный процесс ( p = const )
Изобарным процессом
называются изменения состояния газа,
протекающие при постоянном давлении.
pV=RT


= const
Изобарный процесс в идеальном
газе подчиняется закону Гей-Люссака:
Закон Гей-Люссака
Для газа данной
массы отношение
объема газа к его
температуре
постоянно,
если давление
газа не меняется.
в 1802 г.
Жозеф Луи Гей-Люссак
Графическое представление
изобарного процесса:
Формулу закона можно
записать иначе


=

при p = const

где 1 , 1 , 2 , 2 –
параметры газа в разные
моменты времени
V = const • T
V=f (T)-график, отражающий изобарный
процесс, называется изобарой
(математически – это линейная зависимость)
Изохорный процесс (V=const )
Изохорным процессом
называются изменения состояния газа,
протекающие при постоянном объеме.
pV=RT


= const
Изохорный процесс в идеальном
газе подчиняется закону Шарля
Закон Шарля
Для газа данной
массы отношение
давления газа к
его температуре
постоянно,
если объем газа
не меняется.
в 1787 г.
Шарль Жак Александр Сезар
Графическое представление
изохорного процесса:
Формулу закона можно
записать иначе


=

при V = const

где 1 , 1 , 2 , 2 –
параметры газа в разные
моменты времени
p = const • T
p =f (T)-график, отражающий изохорный
процесс, называется изохора
(математически – это линейная зависимость)
Графики изотермического процесса
Изотерма в pV
Изотерма в VT
Изотерма в pT
Графики изобарного процесса
Изобара в pT
Изобара в pV
Изобара в VT
Графики изохорного процесса
Изохора в pT
Изохора в pV
Изохора в VT
Изопроцессы в задачах.
1. В баллоне емкостью 100 л находится газ под
давлением 4,9·105 Па. Какой объем займет газ при
нормальном атмосферном давлении (1,01·105 Па)? Его
температура не меняется.
2. До какой температуры нужно изобарически охладить
некоторую массу газа с начальной температурой 37°С,
чтобы объем газа уменьшился при этом на одну
четверть?
3. Манометр на баллоне со сжатым кислородом
показывал при температуре –3°С давление 1,8·106 Па,
а при температуре 27°С давление 2·106 Па.
Происходила ли утечка газа из баллона?
4. В кислородной системе, которой
оборудован самолет, имеется
2,8·10-3 м3 кислорода при давлении
2·107 Па. При максимальной высоте
подъема летчик соединяет с помощью
крана эту систему с пустым баллоном
объемом 5·10-2 м3. Какое давление
установится в ней? Процесс расширения
газа происходит при постоянной
температуре.
5.Почему баллоны со сжатыми газами
(кислородом, водородом, ацетиленом)
нельзя нагревать выше 35°С?
6. Для сварки металлов и их сплавов в инертных газах гелий
поставляют в баллонах под давлением 1,5·107 Па. Определите
концентрацию молекул гелия (число молекул в единице объема) в
баллоне при температуре 27°С.
7. Современная техника позволяет создавать очень высокий вакуум,
порядка 10-7 Па. Сколько молекул газа остается при таком вакууме в
камере емкостью 5·10-5 м3 при температуре 27°С?
8. Вертикальный цилиндр перекрыт сверху поршнем, при этом V
объем газа в цилиндре . Если перевернуть цилиндр, то объем газа в
равновесии становится 1 . Атмосферное давление , температура
постоянна. Найдите начальное давление в цилиндре.
9. Из-за неисправности вентиля из баллона вытекает газ. Найти массу
вытекшего газа ∆m, если вначале масса была m1, а из-за утечки газа
давление в баллоне уменьшилось в n раз.
10. Воздух объемом V1=100 л при температуре t0=27 0C и
давлении p=1 МПа превратится в жидкость. Какой объем V2 он займет
в жидком состоянии? Плотность жидкого воздуха ρ =861 кг/м3, его
молярная масса в любом состоянии М=0,028 кг/моль.

похожие документы