Газовые законы

Уравнение Менделеева - Клапейрона—формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид: РV = nRT, где Р-давление, V - объем, n - число молей, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль град), T - температура Кельвина (t^oC +273^o).

Если Т = const (изотермический процесс). Взаимосвязь между изменением Р и V выражается законом Бойля-Мариотта: Р₁•V₁ = Р₂•V₂ ,

Если р = const, взаимосвязь между изменением V и t выражается законом Гей-Люссака: V₁/T₁ = V₂/T_{2 .}

Если V = const (изохорический процесс). Взаимосвязь между Р и t  выражается законом Шарля: Р₁/ T₁ = Р₂/Т₂ .

Объединенный газовый закон: P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ , или PV/T = const.

Одинаковые объемы различных газов при одинаковых условиях (давлении и температуре) содержат одинаковое число молекул.

1 моль любого вещества содержит 6,02х10²³ молекул (число Авогадро).

При нормальных условия t = 0^о С, р=1 атм. = 101 кПа = 760 мм. рт. ст. 1 моль газа занимает при нормальных условиях объем 22,4 л. (молярный объем).

Плотность газа может быть рассчитана по формуле d = m/V. При нормальных условиях d = М/22,4, где М - молярная масса. Отсюда видно, что плотность пропорциональна молярной массе газа.

Для газовых смесей рассчитывается масса средняя. М(ср)=m₁+m₂+m₃/ν₁+ν₂+ν₃  , где ν-число молей, так как m=Mν, то

М(ср)=М₁ν₁+М₂ν₂+М₃ν₃/ν₁+ν₂+ν₃ 

Отсюда М(ср)= М₁V₁+М₂V₂+М₃V₃/(V₁+V₂+V₃ ) . Для воздуха М_ср = 29 г/моль.

Газообразное состояние вещества в условиях, когда возможно существование устойчивой жидкой или твёрдой фазы этого же вещества, обычно называется паром.

Воздух – газовая смесь. Заметный вклад в воздух вносят 4 газа. в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее. В различных частях земли состав воздуха может варьироваться в пределах 1-3 % для каждого газа.

Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов. М воды =18, При расчете М_ср влажного воздуха добавляется легкий компонент. Поэтому влажный воздух легче сухого. Теперь понятно почему он поднимается вверх и формирует облака.

В городах воздух загрязнен СО, NO, NO₂ ,NH₃, H₂S и пылью различного состава.

Вещество	Обозначение	По объёму, %	По массе, %
Азот	N2	78,1	75,5
Кислород	O2	20,9	23,2
Аргон	Ar	0,9	1,3
Углекислый газ	CO2	0,03	0,05
Неон	Ne	0,001818	0,0014
Метан	CH4	0,0002	0,000084
Гелий	He	0,000524	0,000073
Криптон	Kr	0,000114	0,003
Водород	H2	0,00005	0,00008