Постоянная Авогадро

Количество веществаν равно отношению числа молекул в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода, то есть количеству молекул в 1 моле вещества. ν = N / N_Aгде N – количество молекул в данном теле, N_A– количество молекул в 1 моле вещества, из которого состоит тело. N_A– это постоянная Авогадро. Количество вещества измеряется в молях.Постоянная Авогадро– это количество молекул или атомов в 1 моле вещества. Эта постоянная получила своё название в честь итальянского химика и физикаАмедео Авогадро(1776 – 1856). В 1 моле любого вещества содержится одинаковое количество частиц. N_A= 6,02 * 10²³моль^-1Молярная масса– это масса вещества, взятого в количестве одного моля: μ = m₀* N_Aгде m₀– масса молекулы. Молярная масса выражается в килограммах на моль (кг/моль = кг*моль^-1). Молярная масса связана с относительной молекулярной массой соотношением: μ = 10^-3* M_r[кг*моль^-1] Масса любого количества вещества m равна произведению массы одной молекулы m₀на количество молекул: m = m₀N = m₀N_Aν = μν Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе: ν = m / μ Массу одной молекулы вещества можно найти, если известны молярная масса и постоянная Авогадро: m₀= m / N = m / νN_A= μ / N_A

36 вопрос

Идеальный газ—математическая модельгаза, в которой предполагается, чтопотенциальной энергиейвзаимодействиямолекулможно пренебречь по сравнению с ихкинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосудаабсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями. В расширенной модели идеального газа частицы, из которого он состоит, имеют также форму в виде упругихсферилиэллипсоидов, что позволяет учитывать энергию не только поступательного, но и вращательно-колебательного движения, а также не только центральные, но и нецентральные столкновения частиц и др.^[1

Уравнение состояния термодинамической системы представляет собой аналитическую формулу, связывающую параметры состояния системы. Если состояние системы может быть полностью описано с помощью трех параметров: давления, объемаи температуры, тоуравнение состоянияв самом общем виде будет иметь форму:

.

(2.1)

Конкретный вид этой формулы зависит от физических свойств рассматриваемой термодинамической системы.

Обобщение многочисленных экспериментальных данных показывает, что большинство газов при комнатной температуре и давлении порядка одной атмосферы (при нормальных условиях) с достаточно высокой точностью могут быть описаны уравнением состояния, называемымуравнением Клапейрона-Менделеева:

,

(2.2)

где:- давление газа,- занимаемый им объем,- количество молей газа,- универсальная газовая постоянная,- абсолютная температура. Уравнение(2.2)названо в честь французского физикаБенуа Поля Эмиля Клапейрона(1799 - 1864) и русского химикаДмитрия Ивановича Менделеева(1834 - 1907).

В рамках термодинамического подхода газ, уравнение состояния которого, связывающие параметры,, и, является уравнением Клапейрона-Менделеева(2.2), называетсяидеальным газом. При нормальных условиях наиболее близкими по своим свойствам к идеальному газу являются водород и гелий.

Законы идеального газа

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

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

 

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:

37 вопрос

Уравнение состояния идеального газа(иногдауравнение Клапейронаилиуравнение Менделеева — Клапейрона) — формула, устанавливающая зависимость междудавлением,молярным объёмомиабсолютной температуройидеального газа. Уравнение имеет вид:

,

где

• —давление,

• —молярный объём,

• —универсальная газовая постоянная

• —абсолютная температура,К.

Так как , где—количество вещества, а, где— масса,—молярная масса, уравнение состояния можно записать:

Эта форма записи носит имя уравнения (закона) Менделеева — Клапейрона.Уравнение, выведенное Клапейроном содержало некую неуниверсальную газовую постоянную , значение которой необходимо было измерять для каждого газа:

Менделеев же обнаружил, что прямо пропорциональна, коэффициент пропорциональностион назвал универсальной газовой постоянной.