1. Параметры и уравнения состояния.

1. Приведите характеристику движения молекул газа. Какие свойства газа опред таким характером движения?

В газах расстояние между молекулами больше размеров молекул, а силы притяжения очень малы. Поэтому газы не имеют собственной формы и постоянного объёма. Газы очень легко сжимаются, так как силы отталкивания также малы, и обладают свойством неограниченно расширяться, заполняя весь предоставленный объём.

2. Поясните физический смысл давления и температуры газа. Приведите единицы их измерения в си.

Давление газа - сила газа, действующая на единицу площади стенки сосуда, в котором заключён газ; эта сила обусловлена ударами беспорядочно движущихся молекул газа о стенки сосуда. [Па, Н/м²], n - концентрация молекул, m - масса молекулы, w²- среднеквадратическая скорость.

Температура - параметр, характеризующий тепловое состояние тела, мера интенсивности теплового движения микрочастиц, среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул.

, i - число степеней свободы молекул газа (i = 3 для одноатомных газов,

i = 5 для двухатомных, i = 6 для многоатомных), k = 1,38*10^-23Дж/К - постоянная Больцмана. T – абсол. температура, [К], T = t^oC + 273,15

3. С помощью каких приборов определяется абсолют давление газа?

Абсолютное давление в атмосфере p_абс = p_бар измеряется барометром, мм рт. ст.

В закрытом сосуде при давлении больше атмосферного p_абс = p_бар + p_изб, избыточное давление измеряется манометром, p_изб = p_ман

В закрытом сосуде при давлении меньше атмосферного p_абс = p_бар - p_разр, разрежение измеряется вакуумметром: p_разр = p_вак

4. Приведите обозначения и единицы измерения объема, удельного объема и плотности вещества.

Объём V, м³

Удельный объём - объём единицы массы вещества υ = , м³/кг

Плотность – масса, заключенная в единице объёма вещества ρ = = , кг/м³

5. Поясните понятие идеального газа.

Идеальный газ - газ, молекулы которого рассматриваются как материальные точки, взаимодействие между которыми ограничивается абсолютно упругими соударениями, а сами молекулы не имеют объёма, и между ними отсутствуют силы притяжения или отталкивания.

6. Приведите запись уравнений состояния для 1 кг, M кг, 1 кмоля, N кмолей, идеального газа. Поясните физический смысл индивидуальной и универсальной газовых постоянных.

Для 1 кг: pυ = RT Для M кг: pV=MRT

Для 1 кмоля: pυ_µ = R_µT

Для N кмолей: pV = R_µNT

R - индивидуальная газовая постоянная. Представляет собой работу изменения объёма, совершаемую 1 кг рабочего тела при изменении его температуры на 1 К в изобарном процессе, Дж/кг*К.

R_µ - универсальная газовая постоянная, представляющая собой работу изменения объёма, совершаемую 1 килломолем рабочего тела при изменении его температуры на 1 К в изобарном процессе, Дж/кмоль*К.

R_µ = pυ_µ/T, при н.у. p₀ = 101325 Па, T₀ = 273 К, υ_µ = *V₀ = 22,4 м³/кмоль(закон Авогадро)

R_µ = = 8314 Дж/кмоль*К или R_µ = k*N_A = 1,38*10^-23*6,022*10²⁶ = 8314 Дж/кмоль*К, г k - постоянная Больцмана,

N_A - число Авогадро

7. Какие условия называются нормальными физическими?

Нормальными называют стандартные физические условия, с которыми обычно соотносят свойства веществ. Они определены следующим образом:

Атмосферное давление: p₀ = 101325 Па = 760 мм рт. ст.

Температура воздуха T₀ = 273,15 К = 0^oC

8. Как определить плотность и удельный объем газа при нормальных физических и произвольных условиях?

При нормальных: υ₀ = υ_µ/ = 22,4/µ , м³/кг

ρ = 1/υ₀ = /υ_µ = µ/22,4 , кг/м³ , µ - молярная масса газа

При произвольных: υ = RT/p, где R = R_µ/µ = 8314/µ , Дж/кг*К ρ = 1/υ = p/RT

2. Смеси идеальных газов.

1. Поясните понятия: массовая доля, объемная (мольная) доля компонентов. Как определить массовые доли, если смесь задана объемными долями и как определить объемные доли, если смесь задана массовыми долями.

Массовая доля компонента смеси есть отношение массы компонента к массе смеси g_i = M_i/M, ∑g_i = 1

Объёмная доля компонента смеси - отношение объёма компонента к объёму вей смеси: r_i = V_i/V, ∑r_i = 1

Молярная для - отношение числа киломолей компонента к числу компонентов смеси: n_i = N_i/N,

Связь между массовыми и объёмными долями смеси:

g_{i = Mi/M=Ni i}/Nµ=r_i* _i/µ= r_i*R/Ri r_i = g_i*µ/ _i=giRi/R

µ - молекулярная масса смеси

µ = ∑ _i*r_i или µ = 1/∑(g_i/ _i)

_i - молекулярная масса компонента