23.09.2019

Mendelejevin clapeyron-yhtälö on yhtä suuri kuin r. Ihanteellinen kaasu. Ihanteellisen kaasun tilayhtälö. isoprosessit


Clapeyron - Mendeleevin yhtälö, jonka B. P. E. Clapeyron (1834) löysi fyysisiä määriä, jotka määrittävät ihanteellisen kaasun tilan: kaasun paine R, sen tilavuus V ja absoluuttinen lämpötila T.

K. at. on kirjoitettu muodossa pV = WT, missä on suhteellisuuskerroin SISÄÄN riippuu kaasun massasta. D. I. Mendelejev Avogadron lakia käyttäen , johdettiin vuonna 1874 tilayhtälö 1:lle rukoilla ihanteellinen kaasu pV = rt, Missä R- yleinen kaasuvakio. Kaasulle, jonka kokonaismassa on M ja molekyylipaino (vrt. Molekyylimassa) μ,

, tai pV = NkT,"

Missä N- kaasuhiukkasten määrä, k- Boltzmannin vakio. K. at. edustaa Tilayhtälö, ihanteellinen kaasu, joka yhdistää Boylen - Mariotten lain (riippuvuus välillä R Ja V klo T = const), Gay-Lussac-laki (katso Gay-Lussac-lait) (riippuvuus V alkaen T klo p = const) ja Avogadron laki (tämän lain mukaan kaasut, joilla on samat arvot). p, v Ja T sisältää saman määrän molekyylejä N).

K. at. - yksinkertaisin tilayhtälö, jota voidaan soveltaa tietyllä tarkkuudella todellisiin kaasuihin matalat paineet Ja korkeita lämpötiloja(esimerkiksi ilmakehän ilma, kaasumoottoreiden palamistuotteet jne.), kun ne ovat ominaisuuksiltaan lähellä ihanteellista kaasua (katso Ideaalikaasu).

  • - ilmaisee kahden faasin tasapainokäyrän kaltevuuden suhteen faasimuutoksen lämmön ja faasitilavuuden muutoksen kanssa ...

    Fyysinen tietosanakirja

  • - termodynaaminen. ur-tion liittyy siirtymäprosesseihin in-va yhdestä vaiheesta toiseen ...

    Fyysinen tietosanakirja

  • - analyyttinen merkintä argumenttien arvojen löytämisen ongelmasta, joille kahden annetun funktion arvot ovat yhtä suuret ...

    Matemaattinen tietosanakirja

  • - matemaattinen lause, joka pätee jollekin muuttujan kaikkien mahdollisten arvojen alajoukolle. Esimerkiksi yhtälö, kuten x2=8-2x, pätee vain tietyille x:n arvoille...

    Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

  • - Vaatimus, että matemaattinen lauseke sai tietyn arvon. Esimerkiksi, toisen asteen yhtälö kirjoitetaan seuraavasti: ax2+bx+c=0...

    Taloussanakirja

  • - Clapeyron-yhtälö, paineen p, absoluuttisen lämpötilan T ja massaltaan M ideaalisen kaasun tilavuuden V suhde: pV=BT, missä B=M/m . Asensi ranskalainen tiedemies B.P.E. Clapeyron vuonna 1834...

    Nykyaikainen tietosanakirja

  • - määrittää suhteen lämpötilan T tasapainoarvojen ja yksikomponenttisen järjestelmän paineen p muutosten välillä ensimmäisen asteen vaihemuutoksissa ...
  • - löytyi B.P.E. Clapeyron-riippuvuus fyysisten välillä. suuret, jotka määrittävät ihanteellisen kaasun tilan: pV = BT, jossa kerroin. B riippuu kaasun M massasta ja sen moolista. massat...

    Luonnontiede. tietosanakirja

  • - matto. muistiinpano ongelmasta argumenttien arvojen löytämisessä, joille kahden annetun funktion arvot ovat yhtä suuret ...

    Luonnontiede. tietosanakirja

  • - erotus. ur-tion, joka määrittää suhteen paineen p ja termodynaamisen välille. puhtaan aineen lämpötila T tiloissa, jotka vastaavat ensimmäisen asteen faasimuutosta ...
  • - Clapeyron - Mendelejevin yhtälö, - ihanteellisen kaasun tilayhtälö: pVm = RT, missä p - paine, T - kaasun termodynaaminen lämpötila, Vm - kaasun moolitilavuus, R - kaasuvakio ...

    Suuri tietosanakirja ammattikorkeakoulun sanakirja

  • - Näiden numeroiden yhdistäminen erilaisten toimintojen merkkien avulla. algebrallinen lauseke. Esim. /3. Jos teet nämä toimet, tuloksena saamme 5 ...

    Brockhausin ja Euphronin tietosanakirja

  • - termodynaaminen yhtälö, joka liittyy aineen siirtymisprosesseihin faasista toiseen ...
  • - Clapeyron - Mendelejevin yhtälö, jonka on löytänyt B. P. E. Clapeyron, suhde fysikaalisten suureiden välillä, jotka määrittävät ihanteellisen kaasun tilan: kaasun paine p, sen tilavuus V ja absoluuttinen ...

    Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

  • - matematiikassa analyyttinen tietue argumenttien arvojen löytämisongelmasta, jossa kahden annetun funktion arvot ovat yhtä suuret ...

    Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

  • - matemaattinen merkintä argumenttien arvojen löytämisen ongelmasta, jossa kahden annetun funktion arvot ovat yhtä suuret ...

    Suuri tietosanakirja

"Clapeyronin yhtälö" kirjoissa

Lämpöyhtälö

Kirjasta Historia vanha ja uusi kirjoittaja Arnold Vladimir Igorevitš

Lämmönjohtavuuden yhtälö Putosin jään läpi ilman suksia toukokuun ensimmäisinä päivinä ylittäen jään, nyt osa Moskovaa, sadan metrin järven "Maailma - rauha". Se alkoi siitä, että allani jää alkoi hieman painua ja lenkkarien alle ilmestyi vettä. Pian tajusin, että jään muoto

Malli "yhtälö"

Kirjasta Tee-se-itse-kengät kotiin kirjoittaja Zakharenko Olga Viktorovna

Kuvio "Yhtälö" Tämä kuvio neulotaan seuraavasti: 1. ja 13. krs: * 2 s vaaleaa lankaa, 2 s vaaleaa lankaa, 1 s vaaleaa lankaa, 1 s tummaa lankaa, 3 s vaaleaa lankaa, 1 s. tumma lanka, 1 s. vaalea lanka, 2 s. tumma lanka, 1 s. vaalea lanka *, toista * - *; Kuvio "Yhtälö" 2. ja kaikki tasaisia ​​rivejä: tee kaikki

Dupontin yhtälö

MBA-kirjasta 10 päivässä. Maailman johtavien kauppakorkeakoulujen tärkein ohjelma kirjoittaja Silbiger Stephen

DuPont Equation Scientists on tapana antaa yksinkertaisille käsitteille vaikuttavia nimiä. MBA-sanavarastosi olisi epätäydellinen ilman DuPont-yhtälöä. Tämä kaavio näyttää, kuinka jotkut tärkeimmistä analyyttisistä kertoimista liittyvät toisiinsa, kun taas

Miljonääri-yhtälö

Kirjasta Millionaire in a Minute. Suora tie vaurauteen kirjoittaja Hansen Mark Victor

Millionaire Equation Joka 60 sekunti joku maailmassa tulee miljonääriksi. Uusi miljonääri "nousee" joka minuutti joka päivä. Maailmassa on kirjaimellisesti miljoonia miljonäärejä, joista osalla on kulunut 60 vuotta varallisuuden keräämiseen.

Schrödingerin yhtälö; Diracin yhtälö

Kirjasta The New Mind of the King [Tietokoneista, ajattelusta ja fysiikan laeista] kirjailija Penrose Roger

Schrödingerin yhtälö; Diracin yhtälö Mainitsin aiemmin tässä luvussa Schrödingerin yhtälön, joka on hyvin määritelty deterministinen yhtälö, joka on monessa suhteessa analoginen klassisen fysiikan yhtälöiden kanssa. Säännöt sanovat, että niin kauan kuin ohi

25. Professorin yhtälö

Kirjasta Interstellar: tiede kulissien takana kirjoittaja Thorn Kip Steven

25. Professorin yhtälö Interstellarissa painovoiman anomaliat huolestuttavat professori Brandia kahdesta syystä. Jos hän ymmärtää niiden luonteen, tämä voi johtaa vallankumoukselliseen harppaukseen painovoimatiedoissamme, yhtä suureen harppaukseen kuin Einsteinin.

Clapeyronin yhtälöt

Kirjasta Encyclopedic Dictionary (K) kirjailija Brockhaus F. A.

Clapeyron-yhtälöt Clapeyron-yhtälöt tai -kaavat ilmaisevat jatkuvan säteen, eli useamman kuin kahden tuen tukeman jatkuvan säteen, kolmen peräkkäisen tukipisteen välisen suhteen. Nämä yhtälöt voidaan tehdä

Arrheniuksen yhtälö

Kirjasta Great Soviet Encyclopedia (AR) kirjoittaja TSB Clapeyron-yhtälö Kirjoittajan kirjasta Great Soviet Encyclopedia (KL). TSB

Yhtälö

Kirjailijan kirjasta Great Soviet Encyclopedia (UR). TSB

Tiedetään, että harvinaiset kaasut noudattavat Boylen ja Ge-Lussacin lakeja. Boylen laki sanoo, että kun kaasu puristetaan isotermisesti, paine muuttuu käänteisesti tilavuuden kanssa. Siksi klo

Gae-Lussacin lain mukaan kaasun kuumentaminen vakiopaineessa johtaa sen laajenemiseen sen tilavuuden verran, jonka se varaa samassa vakiopaineessa.

Siksi, jos kaasulla on tilavuus 0 °C:ssa ja paineessa, tämän kaasun tilavuus on tilavuus

ja samalla paineella

Kuvaamme kaasun tilan pisteenä kaaviossa (mikä tahansa pisteen koordinaatit tässä kaaviossa osoittavat paineen ja tilavuuden numeroarvot tai 1 mooli kaasua; viivat on piirretty kuvassa 184, joista jokainen on kaasuisotermejä).

Kuvitellaan, että kaasu on otettu johonkin mielivaltaisesti valittuun tilaan C, jossa sen lämpötila on paine p ja sen viemä tilavuus

Riisi. 184 Kaasuisotermiä Boylen lain mukaan.

Riisi. 185 Kaavio, joka selittää Clapeyron-yhtälön johtamisen Boylen ja Ge-Lussacin laeista.

Jäähdytetään lämpötilaan muuttamatta painetta (kuva 185). Gay-Lussacin lain perusteella voimme kirjoittaa sen

Nyt lämpötilaa ylläpitäen puristamme kaasua tai tarvittaessa annamme sen laajentua, kunnes sen paine on yhtä suuri kuin yksi fysikaalinen ilmakehä. Tätä painetta merkitään tilavuudella, jonka seurauksena kaasu valtaa (läpipäässä (kohta kuvassa 185). Boylen lain perusteella

Kertomalla termillä ensimmäinen yhtäläisyys toisella ja vähentämällä termillä saadaan:

Tämän yhtälön johti ensimmäisenä B. P. Clapeyron, erinomainen ranskalainen insinööri, joka työskenteli Venäjällä professorina Viestintäinstituutissa vuosina 1820-1830. Vakioarvon 27516 tiedetään olevan kaasuvakio.

Italialaisen tiedemiehen Avogadron vuonna 1811 löytämän lain mukaan kaikki kaasut, niiden kemiallisesta luonteesta riippumatta, vievät saman tilavuuden samalla paineella, jos niitä otetaan niiden molekyylipainoon suhteutettuina määrinä. Käyttämällä moolia massayksikkönä (tai, mikä on sama, gram-molekyyliä, grammoolia), Avogadron laki voidaan muotoilla seuraavasti: tietyssä lämpötilassa ja tietyssä paineessa mooli mitä tahansa kaasua miehittää sama volyymi. Joten esimerkiksi paineessa ja paineessa, mooli mitä tahansa kaasua miehittää

Boylen, Ge-Lussacin ja Avogadron lait, jotka löydettiin kokeellisesti, johdettiin myöhemmin teoreettisesti molekyylikineettisistä käsitteistä (Kroenig vuonna 1856, Clausius vuonna 1857 ja Maxwell vuonna 1860). Molekyylikineettisestä näkökulmasta Avogadron laki (joka muiden kaasulakien tapaan on tarkka ihanteellisille kaasuille ja likimääräinen todellisille kaasuille) tarkoittaa, että yhtä suuret tilavuudet kahta kaasua sisältävät saman määrän molekyylejä, jos nämä kaasut ovat samassa lämpötilassa. ja sama paine.

Olkoon happiatomin massa (grammoina), minkä tahansa aineen molekyylin massa, tämän aineen molekyylipaino: Ilmeisesti minkä tahansa aineen mooliin sisältyvien molekyylien lukumäärä on yhtä suuri:

eli mooli mitä tahansa ainetta sisältää saman määrän molekyylejä. Tätä lukua kutsutaan Avogadron numeroksi.

D. I. Mendelejev huomautti vuonna 1874, että Avogadron lain ansiosta Clapeyronin yhtälö, joka syntetisoi Boylen ja Ge-Lussacin lait, saa suurimman yleisyyden, kun se ei liity tavalliseen painoyksikköön (grammaan tai kilogrammaan), vaan mooli kaasuja. Itse asiassa, koska mooli mitä tahansa kaasua vie tilavuuden, joka on yhtä suuri kuin kaasuvakion numeerinen arvo kaikille kaasuille, jotka on otettu 1 gramman molekyylin määrällä, sen pitäisi olla sama riippumatta niiden kemiallisesta luonteesta.

Kaasuvakio 1 moolille kaasua merkitään yleensä kirjaimella ja sitä kutsutaan yleiseksi kaasuvakioksi:

Jos tilavuus y (mikä tarkoittaa, että se ei sisällä 1 moolia kaasua, vaan moolia, niin ilmeisesti

Universaalin kaasuvakion numeerinen arvo riippuu yksiköistä, joilla mitataan Clapeyron-yhtälön vasemmalla puolella olevat suureet. Esimerkiksi jos paine mitataan in ja tilavuus in, niin tästä eteenpäin

Taulukossa. 3 (s. 316) antaa kaasuvakion arvot useissa yleisesti käytetyissä yksiköissä.

Kun kaasuvakio sisältyy kaavaan, jonka kaikki termit ilmaistaan ​​energian kaloriyksiköinä, niin kaasuvakio on myös ilmaistava kaloreina; suunnilleen, täsmälleen

Yleisen kaasuvakion laskenta perustuu, kuten olemme nähneet, Avogadron lakiin, jonka mukaan kaikki kaasut niiden kemiallisesta luonteesta riippumatta vievät tilavuuden

Itse asiassa tilavuus, jonka 1 mooli kaasua normaaliolosuhteissa vie, ei ole täsmälleen sama useimmille kaasuille (esimerkiksi hapelle ja typelle se on hieman pienempi, vedylle se on hieman enemmän). Jos tämä otetaan huomioon laskelmassa, niin erilaisten kemiallisten kaasujen numeerisissa arvoissa on jonkin verran eroja. Joten hapen sijaan se osoittautuu typelle. Tämä ero johtuu siitä, että kaikki kaasut yleensä tavallisella tiheydellä eivät noudata Boylen ja Gay-Lussacin lakeja aivan tarkasti.

Teknisissä laskelmissa kaasun massaa mitataan yleensä kilogrammoina sen sijaan, että mitattaisiin kaasun massaa mooleina. Anna tilavuuden sisältää kaasua. Clapeyron-yhtälön kerroin tarkoittaa tilavuuden sisältämien moolien määrää, eli tässä tapauksessa

Jokainen kymmenennen luokan opiskelija yhdessä fysiikan tunneista opiskelee Clapeyron-Mendeleevin lakia, sen kaavaa, muotoilua, oppii käyttämään sitä ongelmien ratkaisemisessa. SISÄÄN teknisistä yliopistoista tämä aihe sisältyy myös luentojen kurssille ja käytännön työ, ja useilla tieteenaloilla, ei vain fysiikassa. Clapeyron-Mendeleevin lakia käytetään aktiivisesti termodynamiikassa ideaalikaasun tilayhtälöitä laadittaessa.

Termodynamiikka, termodynaamiset tilat ja prosessit

Termodynamiikka on fysiikan haara, joka on omistettu näiden kappaleiden kappaleiden yleisten ominaisuuksien ja lämpöilmiöiden tutkimukselle ottamatta huomioon niiden molekyylirakennetta. Paine, tilavuus ja lämpötila ovat tärkeimmät suuret, jotka otetaan huomioon kuvattaessa kappaleiden lämpöprosesseja. Termodynaaminen prosessi on muutos järjestelmän tilassa eli sen perussuureiden (paine, tilavuus, lämpötila) muutos. Sen mukaan, onko perussuureissa muutoksia, järjestelmät ovat tasapainoisia ja epätasapainoisia. Termiset (termodynaamiset) prosessit voidaan luokitella seuraavasti. Eli jos järjestelmä siirtyy tasapainotilasta toiseen, niin tällaisia ​​prosesseja kutsutaan vastaavasti tasapainoksi. Ei-tasapainoprosesseille puolestaan ​​on tunnusomaista epätasapainotilojen siirtymät, eli pääsuuret muuttuvat. Ne (prosessit) voidaan kuitenkin jakaa palautuviin (käänteinen siirtyminen samojen tilojen läpi on mahdollista) ja irreversiibeliin. Kaikki järjestelmän tilat voidaan kuvata tietyillä yhtälöillä. Termodynamiikan laskelmien yksinkertaistamiseksi otetaan käyttöön ideaalisen kaasun käsite - eräänlainen abstraktio, jolle on ominaista vuorovaikutuksen puuttuminen etäisyydellä molekyylien välillä, joiden mitat voidaan jättää huomiotta niiden pienen koon vuoksi. Tärkeimmät kaasulait ja Mendeleev-Clapeyron-yhtälö liittyvät läheisesti toisiinsa - kaikki lait seuraavat yhtälöstä. Ne kuvaavat isoprosesseja järjestelmissä, eli sellaisia ​​prosesseja, joiden seurauksena yksi pääparametreista pysyy muuttumattomana (isokorinen prosessi - tilavuus ei muutu, isoterminen - lämpötila on vakio, isobarinen - lämpötila ja tilavuus muuttuvat vakiolla paine). Clapeyron-Mendeleevin lakia kannattaa analysoida tarkemmin.


Ideaalikaasun tilayhtälö

Clapeyron-Mendeleevin laki ilmaisee ihanteellisen kaasun paineen, tilavuuden, lämpötilan ja ainemäärän välisen suhteen. On myös mahdollista ilmaista riippuvuus vain pääparametrien eli absoluuttisen lämpötilan, moolitilavuuden ja paineen välillä. Olemus ei muutu, koska moolitilavuus on yhtä suuri kuin tilavuuden suhde aineen määrään.

Mendeleev-Clapeyronin laki: kaava

Ihanteellisen kaasun tilayhtälö kirjoitetaan paineen ja moolitilavuuden tulona, ​​joka vastaa yleiskaasuvakion ja absoluuttisen lämpötilan tuloa. Universaali kaasuvakio on suhteellisuuskerroin, vakio (vakioarvo), joka ilmaisee moolin laajenemistyön nostamalla lämpötila-arvoa 1 Kelvinillä isobaarisen prosessin olosuhteissa. Sen arvo on (noin) 8,314 J/(mol*K). Jos ilmaisemme molaarisen tilavuuden, saamme yhtälön muodossa: p * V \u003d (m / M) * R * T. Tai voit tuoda sen muotoon: p \u003d nkT, missä n on atomien pitoisuus, k - Boltzmannin vakio(R/NA).

Ongelmanratkaisu


Mendeleev-Clapeyron-laki, joka ratkaisee ongelmat sen avulla, helpottaa suuresti laskentaosaa laitteiden suunnittelussa. Tehtäviä ratkaistaessa lakia sovelletaan kahdessa tapauksessa: annetaan yksi kaasun tila ja sen massa, ja jos kaasun massaa ei tunneta, tiedetään sen muutoksen tosiasia. On otettava huomioon, että monikomponenttijärjestelmissä (kaasuseokset) tilayhtälö kirjoitetaan jokaiselle komponentille eli jokaiselle kaasulle erikseen. Daltonin lakia käytetään määrittämään seos seoksen paineen ja komponenttien paineiden välillä. On myös syytä muistaa, että jokaiselle kaasun tilalle se kuvataan erillisellä yhtälöllä, jolloin jo saatu yhtälöjärjestelmä ratkaistaan. Ja lopuksi, on aina muistettava, että ihanteellisen kaasun tilayhtälön tapauksessa lämpötila on absoluuttinen arvo, sen arvo otetaan välttämättä kelvineinä. Jos lämpötila mitataan tehtävän olosuhteissa Celsius-asteina tai missä tahansa muussa, se on muutettava Kelvin-asteiksi.

Kuten jo mainittiin, tietyn kaasumassan tila määräytyy kolmella termodynaamiset parametrit: paine R,äänenvoimakkuutta V ja lämpötila T. Näiden parametrien välillä on tietty suhde, jota kutsutaan tilayhtälöksi yleisnäkymä on antanut

jossa jokainen muuttuja on kahden muun funktio.

Ranskalainen fyysikko ja insinööri B. Clapeyron (1799-1864) johti tilayhtälön ihanteelliselle kaasulle yhdistämällä Boylen - Mariotten ja Gay-Lussacin lait. Olkoon jonkin kaasumassan tilavuus V 1 , sen paine on p 1 ja se on lämpötilassa T1. Sama kaasumassa toisessa mielivaltaisessa tilassa on tunnusomaista parametreilla p 2 , V 2 , T 2 (kuva 63). Siirtyminen tilasta 1 tilaan 2 tapahtuu kahden prosessin muodossa: 1) isoterminen (isotermi 1 - 1¢, 2) isokoorinen (isokoori 1¢ - 2).

Boylen - Mariotten (41.1) ja Gay-Lussacin (41.5) lakien mukaisesti kirjoitamme:

(42.1) (42.2)

Eliminoimalla yhtälöistä (42.1) ja (42.2) p¢ 1 , saamme

Koska tilat 1 ja 2 valittiin mielivaltaisesti tietylle kaasumassalle, määrä pV/T pysyy vakiona, ts.

Lauseke (42.3) on Clapeyronin yhtälö, jossa SISÄÄN on kaasun vakio, erilainen eri kaasuille.

Venäläinen tiedemies D. I. Mendelejev (1834-1907) yhdisti Clapeyronin yhtälön Avogadron lakiin ja yhdisti yhtälön (42.3) yhteen mooliin käyttämällä moolitilavuutta V m . Avogadron lain mukaan samalle R Ja T Kaikkien kaasujen moolit vievät saman moolitilavuuden V m, niin jatkuvaa B tahtoa sama kaikille kaasuille. Tämä kaikille kaasuille yhteinen vakio on merkitty R ja sitä kutsutaan molaariseksi kaasuvakioksi. Yhtälö

(42.4)

tyydyttää vain ideaalisen kaasun, ja se on ihanteellisen kaasun tilayhtälö, jota kutsutaan myös Clapeyron-Mendeleev-yhtälöksi.

Moolaarisen kaasuvakion numeerinen arvo määritetään kaavasta (42.4) olettaen, että kaasumooli on normaaleissa olosuhteissa (p 0 = 1,013 × 105 Pa, T0 = 273,15 K, Vm = 22,41 × 10-3 me/mol): R = 8,31 J/(mol × K).

Yhtälöstä (42.4) kaasumoolille voidaan siirtyä Clapeyron-Mendeleevin yhtälöön mielivaltaiselle kaasumassalle. Jos tietyssä paineessa ja lämpötilassa yksi mooli kaasua vie molaarisen tilavuuden V m, silloin samoissa olosuhteissa kaasun massa m vie tilavuuden V \u003d (t / M) × V m, Missä M- moolimassa (yhden aineen moolin massa). Moolimassan yksikkö on kilogramma moolia kohden (kg/mol). Clapeyron - Mendeleevin yhtälö massalle T kaasua

(42.5)

Missä v = m/M- aineen määrä.

Usein he käyttävät hieman erilaista ideaalisen kaasun tilayhtälön muotoa ottamalla käyttöön Boltzmannin vakion:

Tästä eteenpäin kirjoitetaan tilayhtälö (42.4) muotoon

missä N A /V m \u003d n on molekyylien pitoisuus (molekyylien lukumäärä tilavuusyksikköä kohti). Siis yhtälöstä

(42.6)

tästä seuraa, että ihanteellisen kaasun paine tietyssä lämpötilassa on suoraan verrannollinen sen molekyylien pitoisuuteen (tai kaasun tiheyteen). Samassa lämpötilassa ja paineessa kaikki kaasut sisältävät saman määrän molekyylejä tilavuusyksikköä kohti. 1 m 3 kaasun sisältämien molekyylien lukumäärä klo normaaleissa olosuhteissa kutsutaan Loschmant-numeroksi*:

Perusyhtälö

Molekyylikineettinen teoria

Ihanteelliset kaasut

Molekyylikinettisen teorian perusyhtälön johtamiseksi tarkastelemme yhden atomin ideaalikaasua. Oletetaan, että kaasumolekyylit liikkuvat satunnaisesti, kaasumolekyylien keskinäisten törmäysten määrä on mitätön verrattuna suonen seinämiin kohdistuvien törmäysten määrään ja molekyylien törmäykset astian seinämiin ovat ehdottoman elastisia. Astian seinästä erottelemme joitakin perusalueita D S(Kuva 64) ja laske tälle alueelle kohdistuva paine. Jokaisella törmäyksellä kohtisuorassa kohtaan liikkuva molekyyli siirtää vauhtia siihen m 0 v -(- t 0) = 2t 0 v, missä m 0 on molekyylin massa, v on sen nopeus. Ajan mittaan D t sivustot D S saavutetaan vain ne molekyylit, jotka on suljettu sylinterin tilavuuteen, jossa on emäs D S ja korkeus vDt (kuva 64). Näiden molekyylien lukumäärä on yhtä suuri kuin nDSvDt (n on molekyylien pitoisuus).

On kuitenkin otettava huomioon, että molekyylit itse asiassa liikkuvat kohti DS-aluetta eri kulmat ja niillä on eri nopeus, ja molekyylien nopeus muuttuu jokaisen törmäyksen yhteydessä. Laskelmien yksinkertaistamiseksi molekyylien kaoottinen liike korvataan liikkeellä kolmea keskenään kohtisuoraa suuntaa pitkin siten, että milloin tahansa 1/3 molekyyleistä liikkuu niitä pitkin ja puolet molekyyleistä - 1/6 - liikkuu tätä suuntaa pitkin. yhteen suuntaan, puoliksi vastakkaiseen suuntaan.. Sitten tiettyyn suuntaan liikkuvien molekyylien törmäysten määrä kohtaan D S tahtoa

l/6nDSvDt . Kun nämä molekyylit törmäävät alustaan, ne siirtävät vauhtia siihen.

Sitten sen kohdistama kaasunpaine päälle aluksen seinä,

Jos kaasu on tilavuudessa V sisältää N molekyylit, jotka liikkuvat nopeuksilla v 1 ,v 2 , ..., v n , silloin on suositeltavaa ottaa huomioon keskimääräinen neliönopeus

joka luonnehtii koko lantion molekyylejä. Yhtälö (43.1), ottaen huomioon (43.2), saa muodon

Lauseketta (43.3) kutsutaan ihanteellisten kaasujen molekyylikineettisen teorian perusyhtälöksi. Tarkka laskelma, jossa otetaan huomioon molekyylien liike kaikkiin mahdollisiin suuntiin, antaa saman kaavan.

(43.4) (43.5)

Olettaen että n = N/V, saamme

Missä E- kokonaiskineettinen energia liike eteenpäin kaikki kaasumolekyylit.

Koska kaasun massa m = Nm 0, niin yhtälö (43.4) voidaan kirjoittaa uudelleen muotoon

Yhdelle kaasumoolille t = M(M- moolimassa), joten

missä F m on moolitilavuus. Toisaalta Clapeyron-Mendeleevin yhtälön mukaan pV m = RT. Täten,

(43.6)

Koska M \u003d m 0 N A on yhden molekyylin massa ja N A on Avogadron vakio, yhtälöstä (43.6) seuraa, että

(43.7)

missä k=R/N A on Boltzmannin vakio. Tästä huomaamme, että huoneenlämpötilassa happimolekyylien neliönopeus on 480 m/s, vedyn - 1900 m/s. Nestemäisen heliumin lämpötilassa samat nopeudet ovat 40 ja 160 m/s, vastaavasti.

Ideaalikaasun yhden molekyylin translaatioliikkeen keskimääräinen kineettinen energia

(käytimme kaavoja (43.5) ja (43.7)) on verrannollinen termodynaamiseen lämpötilaan ja riippuu vain siitä. Tästä yhtälöstä seuraa, että kun T=0 = 0, eli 0 K:ssa kaasumolekyylien translaatioliike pysähtyy ja sen seurauksena sen paine on nolla. Näin ollen termodynaaminen lämpötila on keskiarvon mitta kineettinen energia ideaalikaasun molekyylien translaatioliike, ja kaava (43.8) paljastaa lämpötilan molekyylikineettisen tulkinnan.

CLAPEYRON-YHTÄLÖ

CLAPEYRON-YHTÄLÖ

(Clapeyron - Mendeleevin yhtälö), ihanteellisen kaasun parametrien (paine p, tilavuus V ja absoluuttinen lämpötila T) välinen suhde, jotka määrittävät sen tilan: pV \u003d BT, jossa kerroin. suhteellisuus B riippuu kaasun M massasta ja sen mol. massat. ranskalainen asennettu. tiedemies B. P. E. Clapeyron (V. R. E. Clapeyron) vuonna 1834. Vuonna 1874 D. I. Mendelejev johti yhtälön ihanteellisen kaasun yhdelle moolille: pV \u003d RT, jossa R on universaali. Jos he sanovat kaasu m siis

pV=(M/m)RT tai PV=NkT,

missä N - h-ts:ien määrä kaasua. K. at. on ihanteellinen kaasu, joka yhdistää Boylen - Mariotten lain, Gay-Lussac-lain ja Avogadron lain.

K. at. - tilan yksinkertaisin ur-tion, jota voidaan soveltaa määritelmän kanssa. tarkkuusaste todellisiin kaasuihin matalilla paineilla ja korkealla lämpötilalla (esim. ilmaan, kaasumoottoreiden polttotuotteisiin), kun ne ovat St-youssa lähellä ihanteellisia kaasuja.

Fyysinen tietosanakirja. - M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. . 1983 .

CLAPEYRON-YHTÄLÖ

(Clapeyron-Mendeleevin yhtälö) - ihanteellisen kaasun parametrien (paineen) välinen suhde s, äänenvoimakkuus V ja vatsalihakset. lämpötila parvi T), sen tilan määritteleminen: pV=BT, missä on kerroin suhteellisuus SISÄÄN riippuu kaasun massasta M ja hänen rukouksensa. massat. Ranskalainen asennettu. tiedemies B. P. E. Clapeyron vuonna 1834. Vuonna 1874 D. I. Mendelejev johti tilayhtälön yhdelle ideaalikaasun moolille; pV = RT, Missä R- yleinen kaasuvakio. Jos he sanovat kaasun massa ja

Missä N- kaasuhiukkasten määrä. K. at. edustaa tilayhtälö ihanteellinen kaasu, joka yhdistää Boyle - Mariotte-laki, Gay-Lussac-laki Ja Avo-gadro laki.

K. w. - Naib. tilan yksinkertainen ur-tio, jota sovelletaan määritelmään. tarkkuusaste todellisiin kaasuihin matalissa paineissa ja korkeissa lämpötiloissa.

Fyysinen tietosanakirja. 5 osassa. - M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. Päätoimittaja A. M. Prokhorov. 1988 .


Katso, mitä "CLAPEYRON EQUATION" on muissa sanakirjoissa:

    Nykyaikainen tietosanakirja

    Clapeyronin yhtälö- (Clapeyron Mendeleevin yhtälö), paineen p, absoluuttisen lämpötilan T ja massaltaan M ideaalisen kaasun tilavuuden V suhde: pV=BT, missä B=M/m (m on kaasumolekyylin massa atomimassayksiköissä) . Asensi ranskalainen tiedemies B.P.E. Clapeyron ...... Kuvitettu tietosanakirja

    - (Clapeyron Mendeleevin yhtälö) B. P. E. Clapeyronin (1834) löytämä suhde ideaalikaasun tilan määräävien fysikaalisten suureiden välillä (paine p, tilavuus V ja absoluuttinen lämpötila T): pV=BT, missä B=M/? (M kaasun massa,?… … Suuri Ensyklopedinen sanakirja

    - (Clapeyron Mendeleevin yhtälö), B. P. E. Clapeyronin (1834) löytämä suhde ideaalikaasun tilan määrittävien fysikaalisten suureiden välillä (paine p, tilavuus V ja absoluuttinen lämpötila T): pV \u003d W, missä kerroin B ... ... tietosanakirja

    Tilayhtälö Artikkeli on osa Thermodynamics -sarjaa. Ideaalikaasun tilayhtälö Van der Waalsin yhtälö Dieterichin yhtälö Termodynamiikan osat Termodynamiikan yhtälö... Wikipedia

    B. P. E. Clapeyronin (1834) löytämä Clapeyron Mendeleevin yhtälö: ideaalikaasun tilan määrittävien fyysisten suureiden välinen suhde: kaasun paine p, tilavuus V ja absoluuttinen lämpötila T. K. at. ... ... Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja- Vaihesiirtymät Artikkeli on osa "Thermodynamics" -sarjaa. Vaiheen käsite Vaiheiden tasapaino Kvantti vaihemuutos Termodynamiikan osat Termodynamiikan alku Tilayhtälö ... Wikipedia

    KLAPEYRON MENDELEEV YHTÄLÖ, tilayhtälö (katso TILAYHTÄLÖ) ihanteelliselle kaasulle (katso IDEAALIKAASU), joka liittyy 1 mooliin (katso MOL) kaasua. Vuonna 1874 D. I. Mendeleev (katso MENDELEEV Dmitri Ivanovich) perustui Clapeyronin yhtälöön ... ... tietosanakirja