Mint ismeretes, a természetben számos anyag három halmozódási állapotban lehet: szilárd, folyékonyÉs gáznemű.

Az anyag tulajdonságainak különböző halmazállapotú doktrínája az anyagi világ atomi-molekuláris szerkezetére vonatkozó elképzeléseken alapul. Az anyag szerkezetének molekuláris kinetikai elmélete (MKT) három fő elven alapul:

• Minden anyag apró részecskékből áll (molekulák, atomok, elemi részecskék), amelyek között hézagok vannak;
• a részecskék folyamatos hőmozgásban vannak;
• az anyagrészecskék között kölcsönhatási erők lépnek fel (vonzás és taszítás); ezeknek az erőknek a természete elektromágneses.

Ez azt jelenti, hogy egy anyag aggregációs állapota attól függ relatív pozíció molekulák, a köztük lévő távolság, a köztük lévő kölcsönhatás erői és mozgásuk természete.

Az anyag részecskéi közötti kölcsönhatás szilárd állapotban a legkifejezettebb. A molekulák közötti távolság megközelítőleg megegyezik a saját méretükkel. Ez elég erős kölcsönhatáshoz vezet, ami gyakorlatilag lehetetlenné teszi a részecskék mozgását: egy bizonyos egyensúlyi helyzet körül oszcillálnak. Megőrzik alakjukat és térfogatukat.

A folyadékok tulajdonságait szerkezetük is magyarázza. A folyadékokban lévő anyagrészecskék kevésbé intenzíven lépnek kölcsönhatásba, mint a szilárd anyagokban, ezért hirtelen megváltoztathatják helyzetüket - a folyadékok nem tartják meg alakjukat - folyékonyak. A folyadékok megtartják a térfogatot.

A gáz olyan molekulák halmaza, amelyek egymástól függetlenül, minden irányban véletlenszerűen mozognak. A gázoknak nincs saját alakjuk, elfoglalják a számukra biztosított teljes térfogatot, és könnyen összenyomhatók.

Van egy másik halmazállapot is - a plazma. A plazma egy részben vagy teljesen ionizált gáz, amelyben a pozitív és negatív töltések sűrűsége közel azonos. Ha elég erősen melegítjük, minden anyag elpárolog, és gázzá alakul. Ha tovább növeli a hőmérsékletet, a termikus ionizációs folyamat élesen felerősödik, azaz a gázmolekulák elkezdenek szétesni az alkotó atomokra, amelyek aztán ionokká alakulnak.

Ideális gázmodell. A nyomás és az átlagos mozgási energia kapcsolata.

Egy anyag viselkedését szabályozó minták tisztázása gáz halmazállapotú, a valódi gázok idealizált modelljét tekintjük - ideális gáznak. Ez egy gáz, amelynek molekuláit úgy tekintjük anyagi pontok, nem távolról lépnek kölcsönhatásba egymással, hanem ütközések során egymással és az ér falaival.

Ideális gáz – Ez egy gáz, amelyben a molekulái közötti kölcsönhatás elhanyagolható. (Ek>>Er)

Az ideális gáz egy olyan modell, amelyet a tudósok találtak ki, hogy megértsék azokat a gázokat, amelyeket valójában megfigyelünk a természetben. Nem tud leírni semmilyen gázt. Nem alkalmazható, ha a gáz erősen sűrített, amikor a gáz folyékony halmazállapotúvá válik. A valódi gázok ideális gázként viselkednek, ha a molekulák közötti átlagos távolság sokszorosa a méretüknek, pl. kellően nagy vákuumoknál.

Az ideális gáz tulajdonságai:

1. a molekulák közötti távolság sokkal nagyobb, mint a molekulák mérete;
2. a gázmolekulák nagyon kicsik és rugalmas golyók;
3. a vonzási erők nullára hajlanak;
4. A gázmolekulák közötti kölcsönhatások csak ütközések során lépnek fel, és az ütközések abszolút rugalmasnak minősülnek;
5. ennek a gáznak a molekulái véletlenszerűen mozognak;
6. molekulák mozgása Newton törvényei szerint.

Egy bizonyos tömegű gáz halmazállapotú anyag állapotát egymástól függő fizikai mennyiségek jellemzik, ún állapot paraméterei. Ezek tartalmazzák hangerőV, nyomáspés hőmérsékletT.

Gáz térfogataáltal jelölve V. Hangerő a gáz mindig egybeesik az általa elfoglalt tartály térfogatával. SI térfogategység m 3.

Nyomás– fizikai mennyiség, egyenlő az aránnyal erőF, rá merőleges felületelemre hatva, a területreSezt az elemet.

p = F/ S SI nyomás mértékegysége pascal[Pa]

Eddig nem rendszerszintű nyomásegységeket használtak:

technikai légkör 1 at = 9,81-104 Pa;

fizikai légkör 1 atm = 1,013-105 Pa;

higanymilliméter 1 Hgmm Art. = 133 Pa;

1 atm = = 760 Hgmm. Művészet. = 1013 hPa.

Hogyan keletkezik a gáznyomás? Minden gázmolekula, amely annak az edénynek a falát érinti, amelyben található, rövid ideig bizonyos erővel hat a falra. A falra gyakorolt ​​véletlenszerű behatások következtében az összes molekula által a fal egységnyi területére kifejtett erő idővel gyorsan változik egy bizonyos (átlagos) értékhez képest.

GáznyomásA molekulák véletlenszerű becsapódása a gázt tartalmazó edény falára.

Az ideális gázmodell segítségével kiszámíthatjuk gáznyomás az edény falán.

A molekulák és az edény falának kölcsönhatása során olyan erők lépnek fel közöttük, amelyek engedelmeskednek Newton harmadik törvényének. Ennek eredményeként a υ vetület x a falra merőleges molekula sebessége az ellenkező előjelét váltja, és a υ vetület y a fallal párhuzamos sebesség változatlan marad.

A nyomást mérő eszközöket ún nyomásmérő. A nyomásmérők rögzítik az érzékeny elem (membrán) vagy más nyomásvevő egység területegységére eső időbeli átlagos nyomáserőt.

Folyadéknyomásmérők:

1. nyitott – atmoszférikus feletti kis nyomások mérésére
2. zárt - a légkör alatti kis nyomások mérésére, pl. kis vákuum

Fém nyomásmérő– magas nyomás mérésére.

Fő része egy ívelt A cső, melynek nyitott vége a B csőhöz van forrasztva, amelyen keresztül gáz áramlik, a zárt vége pedig a nyílhoz kapcsolódik. A gáz a csapon és a B csövön keresztül bejut az A csőbe, és kihajtja azt. A cső szabad vége mozgásba hozza az átviteli mechanizmust és a mutatót. A skála nyomásmértékegységben van beosztva.

Az ideális gáz molekuláris kinetikai elméletének alapegyenlete.

Alapvető MKT egyenlet: az ideális gáz nyomása arányos a molekula tömegének, a molekulák koncentrációjának és a molekulák sebességének átlagnégyzetének szorzatával

p= 1/3m 0· n·v 2

m 0 - egy gázmolekula tömege;

n = N/V – az egységnyi térfogatra jutó molekulák száma vagy a molekulák koncentrációja;

v 2 - a molekulák mozgási sebességének négyzetes középértéke.

Mivel az átlagos mozgási energia előre mozgás molekulák E = m 0 *v 2 /2, majd az alap MKT egyenletet 2-vel megszorozva p = 2/3 n (m 0 v 2)/2 = 2/3 E n

p = 2/3 E n

A gáznyomás egyenlő az egységnyi gáztérfogatban lévő molekulák transzlációs mozgásának átlagos kinetikus energiájának 2/3-ával.

Mivel m 0 n = m 0 N/V = m/V = ρ, ahol ρ a gáz sűrűsége, p= 1/3· ρ·v 2

Egyesült gáztörvény.

A gáz állapotát egyértelműen jellemző makroszkopikus mennyiségeket nevezzükgáz termodinamikai paraméterei.

A gáz legfontosabb termodinamikai paraméterei azhangerőV, p nyomás és T hőmérséklet.

A gáz állapotában bekövetkezett bármilyen változást nevezünktermodinamikai folyamat.

Bármely termodinamikai folyamatban megváltoznak az állapotát meghatározó gázparaméterek.

Az egyes paraméterek értékei közötti kapcsolatot a folyamat elején és végén hívjákgáztörvény.

A mindhárom gázparaméter közötti kapcsolatot kifejező gáztörvényt únegységes gáztörvény.

p = nkT

Hányados p = nkT a gáz nyomásának a hőmérsékletéhez és a molekulák koncentrációjához való viszonyítását egy ideális gáz modelljére kaptuk, amelynek molekulái csak rugalmas ütközések során lépnek kölcsönhatásba egymással és az edény falaival. Ez az összefüggés más formában is felírható, kapcsolatot teremtve egy gáztérfogat makroszkopikus paraméterei között V, nyomás p, hőfok Tés az anyag mennyisége ν. Ehhez az egyenlőségeket kell használni

ahol n a molekulák koncentrációja, N értéke teljes szám molekulák, V – gáz térfogata

Akkor kapunk ill

Mivel állandó gáztömeg mellett N változatlan marad, akkor Nk – állandó szám, Azt jelenti

Állandó tömegű gáz esetén a térfogat és a nyomás szorzata osztva a gáz abszolút hőmérsékletével azonos érték a gáztömeg minden halmazállapotában.

A gáz nyomása, térfogata és hőmérséklete közötti összefüggést megállapító egyenletet a 19. század közepén B. Clapeyron francia fizikus találta ki, és gyakran ún. Clayperon egyenlet.

A Clayperon-egyenlet más formában is felírható.

p = nkT,

tekintve, hogy

Itt N– az edényben lévő molekulák száma, ν – az anyag mennyisége, N A Avogadro állandója, m– a gáz tömege az edényben, M – moláris tömeg gáz Ennek eredményeként a következőket kapjuk:

Avogadro állandó N A szorzataBoltzmann állandók hívják univerzális (moláris) gázállandó és a levél jelzi R.

Neki numerikus érték SI-ben R= 8,31 J/mol K

Hányados

hívott ideális gáz állapotegyenlete.

A kapott formában először D. I. Mengyelejev írta le. Ezért a gáz állapotegyenletét ún Clapeyron–Mengyelejev egyenlet.`

Egy mól gáz esetén ez az összefüggés a következőképpen alakul: pV=RT

Telepítsük fizikai jelentése moláris gázállandó. Tegyük fel, hogy egy bizonyos hengerben a dugattyú alatt E hőmérsékleten 1 mól gáz van, amelynek térfogata V. Ha a gázt izobár módon (állandó nyomáson) 1 K-vel hevítjük, akkor a dugattyú felemelkedik egy magassága Δh, és a gáz térfogata ΔV-vel nő.

Írjuk fel az egyenletet pV=RT fűtött gáz esetén: p (V + ΔV) = R (T + 1)

és ebből az egyenlőségből vonjuk ki a pV=RT egyenletet, amely megfelel a gáz melegítés előtti állapotának. Azt kapjuk, hogy pΔV = R

ΔV = SΔh, ahol S a henger alapterülete. Helyettesítsük be a kapott egyenletbe:

pS = F – nyomáserő.

Azt kapjuk, hogy FΔh = R, és az erő és a dugattyú mozgásának szorzata FΔh = A a dugattyúnak ezzel az erővel szembeni mozgatásának munkája. külső erők amikor a gáz kitágul.

És így, R = A.

Az univerzális (moláris) gázállandó számszerűen egyenlő azzal a munkával, amelyet 1 mol gáz végez, ha izobár módon hevítjük 1 K-val.

• A molekulák alakja és szerkezete meglehetősen összetett. De próbáljuk meg elképzelni őket kis golyók formájában. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy a mechanika törvényeit alkalmazzuk az edény falának ütköző molekulák folyamatának leírására, különösen, Newton második törvénye.
• Feltételezzük, hogy a gázmolekulák kellően nagy távolságra vannak egymástól, így a köztük lévő kölcsönhatási erők elhanyagolhatóak. Ha a részecskék között nincsenek kölcsönhatási erők, a kölcsönhatás potenciális energiája ennek megfelelően nulla. Nevezzünk olyan gázt, amely megfelel ezeknek a tulajdonságoknak tökéletes .
• Ismeretes, hogy a gázmolekulák különböző sebességgel mozognak. Átlagoljuk azonban a molekulák mozgási sebességét és tekintsük őket egyformának.
• Tételezzük fel, hogy a molekuláknak az edény falát érő becsapódása abszolút rugalmas (a molekulák ütközésre gumigolyóként viselkednek, nem pedig gyurmadarabként). Ebben az esetben a molekulák sebessége csak irányban változik, de nagyságrendileg változatlan marad. Ekkor az egyes molekulák sebességének változása ütközéskor –2υ.

Az ilyen egyszerűsítések bevezetése után kiszámítjuk a gáznyomást az edény falán.

Az erő sok molekulából hat a falra. Kiszámítható az egyik molekula részére ható erő szorzataként az edényben e fal irányában mozgó molekulák számával. Mivel a tér háromdimenziós, és minden dimenziónak két iránya van: pozitív és negatív, ezért feltételezhetjük, hogy az összes molekula egyhatoda (ha sok van) egy fal irányába mozog: N = N 0 / 6 .

Az egyik molekulából a falra ható erő egyenlő a falból a molekulára ható erővel. A falról egy molekulára ható erő egyenlő egy molekula tömegének szorzatával a falnak ütközéskor kapott gyorsulással:

F" = m 0 a.

A gyorsulás egy fizikai mennyiség, amelyet a sebesség változásának és annak az időnek az aránya határoz meg, amely alatt ez a változás bekövetkezett: a = Δυ / t.

A sebességváltozás megegyezik a molekula ütközés előtti sebességének kétszeresével: Δυ = –2υ.

Ha a molekula úgy viselkedik, mint egy gumilabda, akkor nem nehéz elképzelni az ütközés folyamatát: a molekula az ütközés hatására deformálódik. A tömörítés és a dekompresszió folyamata időt vesz igénybe. Míg a molekula az edény falára hat, bizonyos számú, tőle legfeljebb l = υt távolságra elhelyezkedő molekula eltalálja az edény falát. (Például relatíve szólva legyen a molekulák sebessége 100 m/s. A becsapódás 0,01 s. Ekkor a tőle 10, 50, 70 cm távolságra lévő molekuláknak ezalatt lesz idejük a falhoz érni. és hozzájárul a nyomáshoz, de legfeljebb 100 cm).

Figyelembe vesszük az edény térfogatát V = lS.

Az összes képletet behelyettesítve az eredeti képletbe, a következő egyenletet kapjuk:

ahol: egy molekula tömege, a molekulák sebességének négyzetének átlagértéke, N a molekulák száma V térfogatban.

Tegyünk néhány magyarázatot az eredményül kapott egyenletben szereplő mennyiségek egyikére.

Mivel a molekulák mozgása kaotikus, és a molekuláknak nincs preferenciális mozgása az edényben, átlagos sebességük nulla. De nyilvánvaló, hogy ez nem vonatkozik minden egyes molekulára.

Az ideális gáz nyomásának kiszámításához az edény falán nem a molekulák sebességének x-komponensének átlagát, hanem a sebesség négyzetének átlagát kell használni.

Hogy érthetőbb legyen ennek a mennyiségnek a bevezetése, vegyünk egy számpéldát.

Legyen négy molekula sebessége 1, 2, 3, 4 arb. egységek

A molekulák átlagos sebességének négyzete egyenlő:

A sebesség négyzetének átlagos értéke:

Az x, y, z tengelyeken a négyzetes sebesség vetületeinek átlagértékei a sebesség négyzetes átlagértékéhez kapcsolódnak az összefüggés alapján.

1. kérdés

Az IKT főbb rendelkezései és kísérleti indoklásuk.?

1. Minden anyag molekulákból áll, azaz. diszkrét szerkezetűek, a molekulákat szóköz választja el.

2. A molekulák folyamatos véletlenszerű (kaotikus) mozgásban vannak.

3. A test molekulái között kölcsönhatási erők lépnek fel.

Brown-mozgás?.

A Brown-mozgás a gázban szuszpendált részecskék folyamatos véletlenszerű mozgása.

A molekuláris kölcsönhatás erői?

A vonzás és a taszítás egyszerre hat a molekulák között. A molekulák kölcsönhatásának természete elektromágneses.

Molekulák kinetikai és potenciális energiája?

Az atomok és molekulák kölcsönhatásba lépnek egymással, és ezért potenciális energiájuk van E p.

A potenciális energia pozitívnak tekinthető, ha a molekulák taszítják egymást, és negatívnak, ha a molekulák vonzzák.

2. kérdés

Molekulák és atomok méretei és tömegei

Bármely anyag részecskékből áll, ezért a v(nu) anyag mennyiségét a részecskék számával arányosnak tekintjük, azaz. szerkezeti elemek a szervezetben található.

Egy anyag mennyiségi egysége a mól. A mól annak az anyagnak a mennyisége, amely bármely anyagból ugyanannyi szerkezeti elemet tartalmaz, mint ahány atom van 12 g C12 szénben. Az anyag molekuláinak számának az anyag mennyiségéhez viszonyított arányát Avogadro-állandónak nevezzük:

N A =N/v(meztelen); N A = 6,02*10 23 mol -1

Az Avogadro-állandó megmutatja, hogy egy mól anyag hány atomot és molekulát tartalmaz. A moláris tömeg egy mól anyag tömege, amely megegyezik az anyag tömegének és az anyag mennyiségének arányával:

A moláris tömeget kg/mol-ban fejezzük ki. A moláris tömeg ismeretében kiszámíthatja egy molekula tömegét:

m0 =m/N=m/v(nu)NA =M/NA

Átlagsúlya a molekulákat általában meghatározzák kémiai módszerek, Avogadro állandóját többen is nagy pontossággal meghatározták fizikai módszerekkel. A molekulák és atomok tömegét tömegspektrográf segítségével jelentős pontossággal határozzuk meg.

A molekulák tömege nagyon kicsi. Például egy vízmolekula tömege: m=29,9*10 -27

A moláris tömeg a Mg relatív molekulatömegéhez kapcsolódik. Relatív molekulatömeg- ez az érték megegyezik egy adott anyag molekula tömegének és a C12 szénatom tömegének 1/12-ével. Ha ismert kémiai formula akkor a periódusos rendszer segítségével meghatározható a relatív tömege, amely kilogrammban kifejezve ennek az anyagnak a moláris tömegét mutatja.

Avogadro száma

Avogadro-szám, Avogadro-állandó egy fizikai állandó, számszerűen egyenlő a megadott számmal. szerkezeti egységek(atomok, molekulák, ionok, elektronok vagy bármilyen más részecskék) 1 mol anyagban. A tiszta szén-12 izotóp 12 grammjában (pontosan) lévő atomok száma. Általában N A-nak, ritkábban L-nek jelölik

N A = 6,022 140 78(18)×10 23 mol −1.

Anyajegyek száma

A mol (jele: mol, nemzetközi: mol) az anyag mennyiségének mértékegysége. Az N A részecskéket (molekulákat, atomokat, ionokat vagy bármely más azonos szerkezeti részecskét) tartalmazó anyag mennyiségének felel meg. N A az Avogadro-állandó, amely megegyezik a 12C szén-nuklid 12 grammjában lévő atomok számával. Így bármely anyag egy móljában lévő részecskék száma állandó, és megegyezik Avogadro N A számával.

A molekulák sebessége

Halmazállapot

Az aggregált állapot olyan halmazállapot, amelyet bizonyos minőségi tulajdonságok: a térfogat és a forma megtartásának képessége vagy képtelensége, a hosszú és rövid távú rend megléte vagy hiánya és mások. Az aggregációs állapot változása a szabadenergia, az entrópia, a sűrűség és más alapvető fizikai tulajdonságok hirtelen megváltozásával járhat.

Az aggregációnak három fő állapota van: szilárd, folyadék és gáz. Néha nem teljesen helyes a plazmát az aggregációs állapotok közé sorolni. Vannak más aggregációs állapotok is, például folyadékkristályok vagy Bose-Einstein kondenzátum.

3. kérdés

Ideális gáz, gáznyomás

Ideális gáz olyan gáz, amelyben a molekulák között nincs kölcsönhatási erő.

A gáznyomást a molekulák ütközése okozza. Az egyetlen felületre eső másodpercenkénti nyomáserőt gáznyomásnak nevezzük.

P – gáznyomás [pa]

1 Hgmm Művészet. =133 Pa

P 0 (ro)=101325 Pa

P= 1/3*m 0 *n*V 2-MKT alapegyenlete

n – molekulák koncentrációja [m -3 ]

n=N/V- a molekulák koncentrációja

V 2 – négyzetes átlagsebesség

P= 2/3*n*E K alapegyenletek

P= n*k*T MKT

E K – mozgási energia

EK = 3/2kT(kT-kotE)

Hogyan változik az ideális gáz nyomása?

Az ideális gáz egy gáz fizikai modellje. Ez a modell gyakorlatilag nem veszi figyelembe a molekulák egymás közötti kölcsönhatását. A gázok viselkedésének matematikai szempontból történő leírására szolgál. Ez a modell a következő gáztulajdonságokat feltételezi:

• a molekulák mérete nagyobb, mint a molekulák közötti távolság;
• a molekulák kerek golyók;
• A molekulák csak ütközés után taszítják ki egymást és az edény faláról. Az ütközések tökéletesen rugalmasak;
• a molekulák Newton törvényeinek megfelelően mozognak.

Többféle ideális gáz létezik:

• klasszikus;
• kvantum (ideális gáznak tekinti csökkenő hőmérséklet és növekvő molekulák közötti távolság mellett);
• gravitációs térben (az ideális gáz tulajdonságainak változását veszi figyelembe a gravitációs térben).

Az alábbiakban a klasszikus ideális gázt fogjuk megvizsgálni.

Hogyan határozzuk meg az ideális gáz nyomását?

Az összes ideális gáz alapvető függőségét a Mengyelejev-Clapeyron egyenlet segítségével fejezzük ki.

PV=(m/M).RT [Formula 1]

• P – nyomás. Mértékegység: Pa (Pascal)
• R=8,314 az univerzális gázállandó. Mértékegység – (J/mol.K)
• T - hőmérséklet
• V - kötet
• m-gáztömeg
• M a gáz moláris tömege. Mértékegység - (g/mol).

P = nkT [Formula 2]

A 2. képlet azt mutatja, hogy az ideális gáz nyomása függ a molekulák koncentrációjától és a hőmérséklettől. Ha figyelembe vesszük az ideális gáz jellemzőit, akkor n-t a következő képlet határozza meg:

n = mNа/MV [Formula 3]

• N az edényben lévő molekulák száma
• N a - Avogadro állandója

A 3-as képletet a 2-es képletre behelyettesítve kapjuk:

• PV = (m/M)Na kT [4. képlet]
• k*N a = R [Formula 5]

Az R konstans egy mól gáz állandója a Mengyelejev-Clapeyron egyenlőségben (ne feledjük: állandó nyomáson és hőmérsékleten 1 mól különböző gázok ugyanazt a térfogatot foglalják el).

Vezessük le az ideális gáz nyomásegyenletét

m/M = ν [Formula 6]

• ahol ν az anyag mennyisége. Mértékegysége: mol

Megkapjuk az ideális gáznyomás egyenletet, a képlet az alábbi:

P=νRT/V [Formula 7]

• ahol P a nyomás. Mértékegység: Pa (Pascal)
• R= 8,314 - univerzális gázállandó. Mértékegység – (J/mol.K)
• T - hőmérséklet
• V – kötet.

Hogyan változik egy ideális gáz nyomása?

A 7. egyenlőség elemzése után láthatjuk, hogy egy ideális gáz nyomása arányos a hőmérséklet és a koncentráció változásával.

Ideális gáz állapotában az összes paraméter változása lehetséges, amelyektől függ, és ezek egy részének változása is lehetséges. Nézzük a legvalószínűbb helyzeteket:

• Izoterm folyamat. Ezt a folyamatot az jellemzi, hogy a hőmérséklet állandó lesz benne (T = const). Ha az 1. egyenletbe behelyettesítünk egy állandó hőmérsékletet, látni fogjuk, hogy a P*V szorzat értéke is állandó lesz.
  • PV = állandó [Formula 8]

A 8-as egyenlőség a gáz térfogata és nyomása közötti összefüggést mutatja állandó hőmérsékleten. Ezt az egyenletet Robert Boyle és Edme Mariotte fizikusok fedezték fel kísérleti úton a 17. században. Az egyenletet a tiszteletükre Boyle-Mariotte törvénynek nevezték el.

• Izokórikus folyamat. Ebben a folyamatban a gáz térfogata, tömege és moláris tömege állandó marad. V = állandó, m = állandó, M = állandó. Így megkapjuk az ideális gáz nyomását. A képlet az alábbiakban látható:
  • P= P 0 AT [Formula 9]
  • ahol: P a gáznyomás abszolút hőmérsékleten,
  • P 0 - gáznyomás 273°K (0°C) hőmérsékleten,
  • A a nyomás hőmérsékleti együtthatója. A = (1/273,15) K -1

Ezt a függőséget Charles fizikus fedezte fel kísérletileg a 19. században. Ezért az egyenlet alkotójának – Károly törvényének – nevét viseli.

Izokór folyamat figyelhető meg, ha egy gázt állandó térfogatra hevítünk.

• Izobár folyamat. Ennél a folyamatnál a gáz nyomása, tömege és moláris tömege állandó lesz. P = állandó, m = állandó, M = állandó. Az izobár folyamat egyenlete a következőképpen alakul:
  • V/T = állandó vagy V = V 0 AT [Formula 10]
  • ahol: V 0 a gáz térfogata 273°K (0°C) hőmérsékleten;
  • A = (1/273,15) K -1.

Ebben a képletben az A együttható a gáz térfogati tágulásának hőmérsékleti együtthatójaként működik.

Ezt a kapcsolatot Joseph Gay-Lussac fizikus fedezte fel a 19. században. Ez az egyenlőség ezért viseli a nevét – Guy-Lussac törvénye.

Ha veszünk egy csőhöz csatlakoztatott üveglombikot, amelynek lyukát folyadék zárja le, és felmelegíti a szerkezetet, akkor izobár folyamatot figyelhet meg.

Érdemes megjegyezni, hogy a szobahőmérsékletű levegő az ideális gázhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkezik.

Utasítás

megtalálja nyomás ideál gáz ha vannak értékek átlagsebesség, egy molekula tömege és koncentrációja a P=⅓nm0v2 képlet szerint, ahol n a koncentráció (grammban vagy mol/literben), m0 egy molekula tömege.

Kiszámítja nyomás ha tudja a hőmérsékletet gázés koncentrációját a P=nkT képlet segítségével, ahol k – Boltzmann állandó(k=1,38·10-23 mol·K-1), T - hőmérséklet az abszolút Kelvin-skálán.

megtalálja nyomás a Mendelejev-Clayperon egyenlet két ekvivalens változatából az ismert értékektől függően: P=mRT/MV vagy P=νRT/V, ahol R az univerzális gázállandó (R=8,31 ​​J/mol K), ν - in mol, V – térfogat gáz m3-ben.

Ha a problémameghatározás megadja az átlagos molekulát gázés koncentrációja, találja meg nyomás a P=⅔nEк képlet segítségével, ahol Eк a kinetikus energia J-ben.

megtalálja nyomás gáztörvényekből - izokhorikus (V = állandó) és izoterm (T = állandó), ha adott nyomás az egyik államban. Nál nél izokorikus folyamat a nyomásviszony két állapotban egyenlő az aránnyal: P1/P2=T1/T2. A második esetben, ha a hőmérséklet marad állandó érték, nyomás szorzata gáz térfogata szerint az első állapotban megegyezik a második állapotban lévő szorzattal: P1·V1=P2·V2. Adja meg az ismeretlen mennyiséget.

A gőz parciális nyomásának számításakor, ha a hőmérséklet és a levegő adott állapotban, fejezzük ki nyomás a φ/100=Р1/Р2 képletből, ahol φ/100 relatív páratartalom, Р1 részleges nyomás vízgőz, P2 - a vízgőz maximális értéke adott hőmérsékleten. A számítás során használja a maximális gőznyomás (maximális parciális nyomás) hőmérséklettől való függésének táblázatait Celsius fokban.

Hasznos tanács

Használjon aneroid barométert vagy higanybarométert a pontosabb leolvasás érdekében, ha gáznyomást kell számolnia egy kísérlet során vagy laboratóriumi munka. Egy edényben vagy palackban lévő gáznyomás méréséhez használjon hagyományos vagy elektronikus nyomásmérőt.

Források:

• Telített vízgőz nyomása és sűrűsége a hőmérséklet függvényében - táblázat
• gáznyomás képlet

Kibírja a vödör, ha vizet öntünk bele? Mi van, ha nehezebb folyadékot öntesz oda? A kérdés megválaszolásához számolni kell nyomás, amelyet a folyadék egy adott edény falára gyakorol. Ez nagyon gyakran szükséges a gyártás során - például tartályok vagy tartályok gyártása során. Különösen fontos a tartályok szilárdságának kiszámítása, ha arról beszélünk a veszélyes folyadékokról.

Szükséged lesz

• Hajó
• Ismert sűrűségű folyadék
• Pascal törvényének ismerete
• Hidrométer vagy piknométer
• Mérőpohár
• Korrekciós táblázat légméréshez
• Vonalzó

Utasítás

Források:

• Az edény fenekére és falaira gyakorolt ​​folyadéknyomás kiszámítása

Még kis erőfeszítéssel is jelentőset hozhat létre nyomás. Ehhez csak egy kis területre kell koncentrálni ezt az erőfeszítést. Ezzel szemben, ha egy jelentős erő egyenletesen oszlik el nagy területen, nyomás viszonylag kicsinek fog bizonyulni. Ahhoz, hogy pontosan megtudja, melyiket, számítást kell végeznie.

Utasítás

Ha a feladat nem az erőt, hanem a terhelés tömegét mutatja, számítsa ki az erőt a következő képlettel: F = mg, ahol F az erő (N), m a tömeg (kg), g a gyorsulás szabadesés, egyenlő 9,80665 m/s².

Ha a feltételek a terület helyett annak a területnek a geometriai paramétereit jelölik, amelyen kiderül nyomás, először számítsa ki ennek a területnek a területét. Például egy téglalap esetében: S=ab, ahol S a terület (m²), a hossza (m), b a szélesség (m). Kör esetén: S=πR², ahol S a terület (m²), π a "pi" szám, 3,1415926535 (dimenzió nélküli érték), R - sugár (m).

Utána járni nyomás, oszd el az erőt a területtel: P=F/S, ahol P - nyomás(Pa), F - erő (n), S - terület (m²).

Az exportra szánt áruk kísérődokumentációjának elkészítésekor szükség lehet kifejezni nyomás font per négyzethüvelyk (PSI). Ebben az esetben a következő arányt kell követni: 1 PSI = 6894,75729 Pa.