Билет 9. Давление газа. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона). Изопроцессы.

Величины, характеризующие состояние макроскопических (больших) тел, называют макроскопическими параметрами – это объём, давление и температура. Простейшим состоянием вещества является идеальный газ. Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. Беспорядочно двигаясь, сталкиваясь со стенкой сосуда, молекулы газа оказывают на неё давление.

Это давление зависит от концентрации (число молекул в единице объёма), массы и скорости молекулы газа. Давление газа можно найти по формуле, называемой основным уравнением молекулярно-кинетической теории: p = m₀•n•

(m₀ – масса молекулы, n –концентрация, - среднее значение квадрата скорости молекулы). Так как средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы , то

p = n• – давление идеального газа прямо пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы. Это другая форма записи основного уравнения МКТ.

Формула, связывающая между собой давление p, объём V и температуру Т, называется уравнением состояния идеального газа: p•V = •R•T

p – давление газа(Па),V - объём(м³), m – масса газа(кг), М – молярная масса(кг/моль),

Т – абсолютная температура(К), R = 8,31 Дж/(моль∙К) – универсальная газовая постоянная.

Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами.

Процесс, происходящий при постоянной температуре, называют изотермическим.

В этом случае выполняется закон Бойля- Мариотта: p•V=const. Для данной массы газа при постоянной температуре произведение давление газа на его объём неизменно.

Процесс, происходящий при постоянном давлении, называют изобарным. При этих условиях выполняется закон Гей-Люссака: =const. Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объёма к температуре неизменно.

Процесс, происходящий при постоянном объёме, называют изохорным. В этом случае выполняется закон Шарля: =const. Для данной массы газа при постоянном объёме отношение давления к температуре неизменно.

Р V p

изотерма изобара изохора

0 V 0 T 0 T

БИЛЕТ № 10

Строение твердых тел, жидкостей и газов.

Существуют три состояния вещества: газ, жидкость, твёрдое тело.

Расстояние между атомами или молекулами в газах в среднем во много раз больше размеров самих молекул. Газы легко сжимаются, при этом уменьшается среднее расстояние между молекулами, но молекулы не сдавливают друг друга. Молекулы движутся с огромными скоростями. Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга в разные стороны. Слабые силы притяжения молекул газа не способны удержать их друг возле друга. Поэтому газы могут неограниченно расширяться. Они не сохраняют ни формы, ни объема. Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа.

Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу, поэтому молекула жидкости ведет себя иначе, чем молекула газа. Зажатая, как в “клетке”, другими молекулами, она совершает “бег на месте” (колеблется около положения равновесия), сталкиваясь с соседними молекулами. Лишь время от времени она совершает “ прыжок”, прорываясь сквозь “прутья клетки”, но тут же попадает в новую клетку, образованную новыми соседями. Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. При попытке изменить объем жидкости (даже на малую величину) начинается деформация самих молекул, для этого нужны очень большие силы. Этим и объясняется малая сжимаемость жидкостей. Как известно, жидкости текучи, т. е. не сохраняют своей формы, они принимают форму сосуда, но сохраняют объём.

Молекулы твердых тел расположены вплотную друг к другу, строго упорядоченно. В отличие от атомов и молекул жидкостей колеблются около определенных положений равновесия. Это как строй солдат. Правда, иногда молекулы меняют положение равновесия, но происходит это редко. Вот почему твердые тела сохраняют не только объем, но и форму. Есть еще одно важное различие между жидкостями и твердыми телами. Жидкость можно сравнить с толпой людей, где отдельные люди беспокойно толкутся на месте, а твердое тело подобно людям, которые хотя и не стоят по стойке смирно, но выдерживают между собой в среднем определенные интервалы. Если соединить центры положений равновесия атомов или ионов твердого тела, то получится правильная пространственная решетка, называемая кристаллической. Внутренний порядок в расположении атомов кристаллов приводит к правильным внешним геометрическим формам.