30. Понятие идеального газа. Основные газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Универсальная газовая постоянная.

Идеальный газ – газ размерами молекул к-рого можно пренебреч; между молекулами отсутствуют силы взаимодействия; столкновение молекул друг с другом и со стенками сосуда считаются абс.упругими.

Основными величинами, характеризующими поведение и свойства газа, явля­ются объём V, давление Р и температура Т. Первые две характеристики переходят в физику тепло­вого движения из механики. Например, механичес­кий смысл давления - удельная (на единицу площади) сила нормального дав­ления: Р = F_S [Н/м² = Па; Паскаль]. Последняя же величина - температу­ра Т является новой для механики и специфической характеристикой именно теплового движения. В эмпирическом подходе температура является мерой некоторого интуитивно представляемого свойства нагретости тел. Сущест­вует две наиболее распростра­нённые шкалы температуры - термодинамическая /шкала Кельвина/ и Цельсия. Связь между ними выражается соотношением: Т = t° + 273 /К/.

Эмпирически было установлено, что названные выше три характеристики многочас­тичной системы, её теплового движения являются взаимосвязанными. Их связь, называемая уравнением сос­тояния идеального газа или уравнением Менделеева - Клапейрона, имеет следу­ющий вид: РV = (mМ)RT, где m - масса газа, М - молярная масса газа и R = 8,31Дж/(мольК) - молярная газовая постоянная. Так как она постоянна для всех газов, ее еще называют универсальной газовой постоянной.

Молярной массой называют массу одного моля, т. е. единицы количества вещества. Моль любого вещества содержит число частиц /структурных или просто, каким либо образом выделенных, специфицированных единиц вещества/, равное числу Авогадро _А = 6,0210²³ моль^-1.

Отношение массы m газа к его молярной массе М равно числу  молей, т. е. коли­честву вещества: mМ = . Единица количества вещества - моль, относится к основным единицам в СИ, наряду с секундой, метром, килограммом.

Количество вещества  является аддитивной характеристикой, то есть _ = ₁ + ₂ + … + _k = (mМ)₁ + (mМ)₂ + … + (mМ)_k Из РV = (mМ) RT следует, что при одинаковых давлениях и температурах молярные (mМ = 1) объемы V_м различных газов одинаковы и, в частности, при нормальных условиях: V_м = RТР = V_{м о} = RТ_оР_о = 22,4 л – закон Авогадро. На практике употребляется ещё одна форма уравнения состояния идеально­го газа, выра­жаемая для давления и использующая другую константу, называемую постоянной Больцмана: Р = (mМV)RT = m_оRТV_Аm_о = RТV_А = nkТ,

где m_о - масса одной молекулы газа;  - полное число молекул газа; n =/V - концентрация молекул газа /их число в единице объёма/; k = R_А - постоянная Больцмана: k = 1,3810^-23 Дж/К. Согласно опытному закону Дальтона, если газ включает в себя смесь из k раз­личных газов, давление, которое он оказывает на стенки сосуда, равно сумме давлений, оказываемых отдельными газами (сумме так называемых парциальных давлений): Р = Р₁ + Р₂ + . .+ Р_k