1. Идеальные газы. Закон Менделеева-Клапейрона. Параметры вещества.

Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии используется модель идеального газа. Идеальным принято считать газ, если: а) между молекулами отсутствуют силы притяжения, т. е. молекулы ведут себя как абсолютно упругие тела; б) газ очень, разрежен, т. е. расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул; в) тепловое равновесие по всему объему достигается мгновенно. Условия, необходимые для того, чтобы реальный газ обрел свойства идеального, осуществляются при соответствующем разрежении реального газа. Некоторые газы даже при комнатной температуре и атмосферном давлении слабо отличаются от идеальных.

В качестве основных параметров состояния в термодинамике приняты давление, температура и удельный объём( объём).

Если параметры не изменяются, то рабочее вещество находится в стабильном, равновесном состоянии; если один или несколько параметров меняется, осуществляется термодинамический процесс.

Удельный объём (объём). Давление. Температура. (книга 8-9)

Давление p, объем V и температура T идеального газа связаны между собой уравнением Менделеева–Клапейрона:

Здесь ν – количество вещества(моль), R = 8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная.

где m — масса вещества, M — молярная масса вещества. 

Если температура газа остается постоянной, то выполняется закон Бойля–Мариотта:

pV = const.

Рис. 1. Изотермический процесс

Если постоянным остается давление, то выполняется закон Гей-Люссака:

Рис. 2. Изобарный процесс

Наконец, если постоянен объем, то справедлив закон Шарля:

Рис. 3. Изохорный процесс

Закон Дальтона

Давление смеси не взаимодействующих между собой газов равна сумме парциальных давлений каждого газа в отдельности

Парциальное давление - это давление компонента смеси, если бы он занимал весь предоставленный ему объем один.

Параметры — это свойства веществ, которые идентифицируют их термодинамическое состояние в определенное время.

Термодинамическое состояние — это состояние вещества с точки зрения его давления, температуры, внутренней энергии, плотности, удельного объема, энтальпии и энтропии. Любые два параметра вещества определяют его термодинамическое состояние. Существует две категории термодинамических параметров: интенсивные и экстенсивные. Интенсивный параметр — это свойство, которое не зависит от количества или размера системы. Температура и давление — интенсивные параметры веществ и систем. Экстенсивные параметры зависят от количества или размера вещества или системы. Масса и объем — экстенсивные параметры.

Из шести параметров пара, которые имеют особое значение при изучении охлаждения, давление, температуру и объем называют измеримыми параметрами, так как их можно непосредственно измерить инструментами. Внутренняя энергия, энтальпия и энтропия — это параметры, которые известны как исчислимые параметры. Измеримые и исчислимые параметры обычно приводятся в таблицах параметров. В таких таблицах перечисляют характерные параметры веществ при различных температурах или давлениях. Таблицами параметров пользуются специалисты, технологи и инженеры при настройке или анализе работы систем.