Экспериментальные газовые законы.

Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс, T=const)

При постоянной T давление изменяется

обратно пропорционально объему

рис.22

Закон Гей-Люссака (изобарический процесс, P=const)

При увеличении температуры, скорость молекул

увеличивается и они разлетаются на большие расстояния

рис.23

При постоянном давлении объем газа изменяется линейно с температурой.

Закон Шарля (изохорический процесс, V=const)

При увеличении температуры молекулы сильнее

ударяются о стенки сосуда.

рис.24

Молекулы газа движутся с различными скоростями.

Получим среднюю квадратическую скорость молекул

Средняя квадратическая скорость поступательного движения молекул пропорциональна корню квадратному из термодинамической температуры.

рис. 25

Распределение молекул газа по скоростям (по Максвеллу).

Наибольшее число молекул обладают

средней скоростью, а большой и маленькой –

обладает незначительное количество молекул.

наиболее вероятная скорость молекул

Понятие идеального газа .

Идеальным газом называется воображаемая модель газа, молекулы которого представляют собой материальные точки и силами взаимодействия, между молекулами можно пренебречь.

Получим уравнение состояния идеального газа.

( Менделеева- Клапейрона).

- концентрация молекул

Получаем: уравнение состояния идеального газа

Реальный газ – при рассмотрении реальных газов учитывают размеры, форму и силы взаимодействия между молекулами.

Уравнение состояния реального газа.

(Ван-Дер-Ваальса)

давление реального газа

- объем самих молекул

некоторый коэффициент

Изотермы Ван-дер-Ваальса

Изотермы реального газа в отличии от изотерм идеального газа имеют некоторую неоднородность, которая едва проявляется при температуре, равной критической, и все явственнее видна при температурах более низких (рис.26). Таким образом на графике выделяется область(заштрихованная) переходного состояния пар-жидкость. Область, соответствующая меньшим значениям объема и большим значениям давления, показывает жидкое агрегатное состояние. А область с большими значениями объема и меньшими значениями давления соответствует газообразному агрегатному состоянию.

Критическая температура – это некоторое пороговое значение, если газ находится при температуре выше критической, то его никаким давлением нельзя перевести в жидкое состояние, если - ниже критической, то его можно перевести в жидкое состояние.

рис.26

Вопросы для самоконтроля

1. Назвать основные положения МКТ?

2. Какой газ называется идеальным?

3. В чем заключается физический смысл температуры и давления?

4. Какие изопроцессы вы знаете?

5. В чем заключается физический смысл критической температуры?

Список литературы Основная

1. Грабовский Р.И. Курс физики. 6-е изд. – СПБ. : Издательство «Лань», 2002.- 608 с - / Учебники для вузов. Специальная литература. Формирование научных понятий в условиях глобализации образования (монография). Монография. Саратов: Изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004. 232 с.

2. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Дополнительная

1. Основы физики и биофизики. А.И. Журавлев и др. М. : Мир. 2005. – 384 с.

2. Пронин В.П. Практикум по физике : уч. пособия / В.П. Пронин.- 2-е изд. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.