Идеал газ заңдары

Бойль-Мариотт заңы. Газды түрақты температура кезінде карастырайық,

мүндай шарттар изотермиялық деп аталады., Егер

тендеуде Т ~ const деп алатын болсақ, онда тендіктің оң жағының түрақты болып шығатындығы анық,

Бүл теңдеуді изотерма тендеуі деп атайды жөне ол Бойль-Мариотт заңының математикалық өрнегі болып табылады: газдың берілген массасы ушін турақшы темпера­тура кезінде оныц қысымы мен көлемінің көбейтіндісі турақты болып цалады. .

Түрліше температуралар үшін қысымның келемге тәуелділігі 1.2-суретте көрсетілген. Изотермалар деп аталатын бүл қисықтар гиперболалар болып табылады.

Гей-Люссак заңы. Енді газдың  р қысымы түрақты болып қалып, оның температурасы мен көлемі өзгеретін болсын. Мүндай шартты орындау үшін газ­ды жылжымалы поршенмен жабылган цилиндрде үстайық.  Мұндай цилиндрдегі газдың температурасын өзгерткен кезде газдың қысымы өзгеріп, ол поршенді жылжытады да, газдың көлемі де өзгереді. Газ тепе-теңдік күйіне келген кезде газ қысымы бастапқы мөнін қабылдайды.

Газдың бір молі үшін теңдеу былай жазылады

Осы күй теңдеуінен көріп отырғанымыздай, мүндай жағдайда газ .көлемінің оның температурасына катынасы өзгеріссіз калады:

Изобара теңдеуі деп аталатын бүл теңдеу Гей-Люссак заңының математикалық өрнегі болып табылады; изобара графигі, координаттар басынан шыгатын түзу болып табылады.

Шарль заңы. Егер процесс кезінде газдың көлемі озгеріссіз қалатын болса, онда газ күйітеидеуінен р/Т қатынасының өзгеріссіз қала-тындығы шығады:

Теңдеу изохора теңдеуі деп аталады жөне Шарль заңының мазмүны болып табылады.

Авогадро заңы. Бүл занды да газ күйінің тендеуінен шығарып алуға бо­лады: бірдей қысымы мен бірдей температура кезінде кезкелген газдың бірдей көлемдерінде молекулалардың бірдей саны болады. Осы заңнан керісінше, түрліше газдардың молекулаларының бірдей санының бІрдей тем­пература мен бірдей қысым кезінде бірдей көлем қабылдайтындығы шыға-ды. Сондықтан кезкелген газдың молІ берілген қысым мен температура кезінде бірдей көлем қабылдайды. Мысалға, 0°С температуражәне 1,01 10⁵Па кысым кезінде кезкелген газдың молінің көлемі:

Осындай қалыпшы жагдайлар деп аталатын кездерде 1 м көлемдегі моле кулалар саны

Бүл сан Лошмидт саны деп аталады.

Идеал газдар қоспасы

Жылулықты қолданатын машиналардың жұмыстық денесі ретінде, әртүрлі газдардың қоспасын қолданады.

Олар үшін, R_қос болуы қажет. Әрбір құрамды бөлікке кіретін қоспалар, қоспаның толық көлемімен толады, бірақ, онда олар өзінің парциалды қысымында болады:

Дальтон заңы бойынша

Газды қоспаның т массасы үшін, дұрысында дәл осындай түріндегі теңдеу түрі:

Бірақта, меншікті газ тұрақтылығы R, мұндағы қоспалар құрамына байланысты және бір және сол газдар қоспалары, олардың құрамдары өзгерген кезде, әртүрлі мәндерінде болады.

Қоспалардың, меншікті газ тұрақтыларын былай анықтайды. Қоспалар п, әртүрлі құрамды бөлікті газдардан тұрғандағы, әрқайсысының m₁, m₂, m₃, ...., m_n массасында болғанда, қоспа массасын, мына түрінде шешеді:

Жеке құрамды (газдар) парциалды қысымдарды Р₁, Р₂, Р_з,…, Р_n деп белгілейді. Газды қоспалардың, жеке газдардағы парциалды қысымы ұғымындағы қысым сол санында, сол көлемде және сондай температура кезінде, қоспа жағдайымен бірдей болуы тиіс. Сондықтан, біртекті газдар үшін мына теңдікте жүреді

Мұндағы Р_i, m_i, R_i - қаралып отырған газды қоспалардың парциалды қысымы, массасы, меншікті газ тұрақтылығы; V, T қоспаның көлемі мен температурасы.

Газды қоспаның әрбір құрамды бөлігіне жағдай теңдеулерін жазамыз:

Осы теңдіктердің оң және сол бөліктерін мүшелеп қосып, табамыз:

деп белгілеп табамыз.

Мұндағы:

Газ қоспаларының техникалық көрсеткіштерін, сонымен қатар, оның көлемдік құрамының көмегімен жиі анықтайды, оны анықтау былай қабылданған. Қоспа қысымы Р мен Т температурасы кезіндегі, әрбір қоспаның құрамды бөлшектерін жеке түрінде қарастырамыз. Сонымен, құрамды бөлшектердің парциалды көлемдері V₁, V₂, V₃, ,...Vn жағдай теңдеуіне сәйкес, қатаң түрде белгілі мәндерде болуы тиіс:

Осы теңдеулерді қосып мүшелеп табамыз:

Сонымен газды қоспа үшін PV=mRT, онда:

немесе:

Формула газ қоспасының көлемдік құрамын анықтау негізіне жатады. Одан