8. Рівняння стану ідеального газу. Рівняння Клайперона. Молярна газова стала r. Фізичний зміст.

Рівн́яння стáну ідеáльного гáзу — формула, що встановлює залежність між тиском, молярним об'ємом і абсолютною температурою класичного ідеального газу. Рівняння має вигляд:

, де:

p — тиск,

V_μ — молярний об'єм,

T — абсолютна температура,

R — універсальна газова стала.

Оскільки  , де ν — кількість речовини, то рівняння можна записати у вигляді:

Останнє рівняння називають об'єднаним газовим законом. З нього випливають закони Бойля—Маріотта, Шарля і Гей—Люссака:

 — закон Гей-Люссака

 — закон Шарля (другий закон Гей-Люссака)

 — закон Бойля-Маріотта

Закон Бойля—Маріотта названий на честь ірландського фізика, хіміка і філософа Роберта Бойля (1627—1691), що відкрив його в 1662, а також на честь французького фізика Едма Маріотта (1620—1684), який відкрив цей закон незалежно від Бойля в 1676 році. Якщо записати  , де m — маса, μ — молярна маса, рівняння стану виглядатиме так:

Ця форма запису носить назву рівняння (закона) Клапейрона—Менделєєва.

Газова стала (рос. газовая постоянная, англ. gas constant, нім. Gaskonstante) - R — фізична стала у рівнянні стану ідеального газу:

Універсальна газова стала

Універсальна газова R стала визначається співвідношенням

 = 8,314472 Дж/(моль•К),

де N_A - число Авогадро, k_B - стала Больцмана.

Таким чином можна сформулювати фізичний зміст універсальної газової сталої:універсальна газова стала R чисельно дорівнює роботі ізобарного розширення одного моля ідеального газу під час нагрівання його на 1 К.

9. Закон Бойля-Маріотта. Коефіцієнт стисливості.

Зако́н Бо́йля — Маріо́тта — закон ідеальних газів, згідно з яким добуток тиску на об'єм незмінної маси такого газу при сталій температурі є величина стала:

.

де p — давление газа; V — объём газа

У певних межах справедливий для розріджених реальних газів, тобто для природних і нафтових вуглеводневих газів за нормальних (чи стандартних) умов. Тоді його записують так: p₀ V₀ = pV, де індекс нуль означає ці умови.

Закон відкрив у 1682 році Роберт Бойль. Едм Маріотт опублікував його в 1676 році.

У термодинімічній діаграмі p — V ізотермічний процес зображаєтсья кривою, що називаєься ізотермою.

Коефіцієнт стисливості (надстисливості) газу (рос. коэффициент сжимаемости (сверхсжимаемости) газа; англ. gas compression factor; нім. Realgasfaktor m) — відношення об’ємів реального пластового і ідеального газів при однакових умовах, тобто при одних і тих же самих тиску і температурі. Коефіцієнт стисливості газу вводиться в рівняння Клапейрона-Менделєєва, характеризує ступінь відхилення реальних газів від ідеального стану і є відношенням об’єму реального газу до об’єму, який займала б така ж кількість молів ідеального газу за тих же тиску і температури.

Синоніми - коефіцієнт пружності газу, коефіцієнт об’ємної пружності газу, коефіцієнт пружного розширення газу, коефіцієнт надстисливості газу.

Для однокомпонентного газу з молярною масою  , при тиску  , температурі  , i густині   коефіцієнт стисливості газу визначається за формулою:

де   — універсальна газова стала.