50. Рівняння Клапейрона

Рівняння Клапейрона- Мендєлєєва – це рівняння стану ідеального газу для його довільної маси. Воно звучить так: при сталій кількості речовини ідеального газу добуток його тиску на об’єм прямо пропорційний абсолютній температурі.

або p₂V₂=BТ₂.

Це рівняння було виведене Клапейроном. В – питома газова стала, яка залежить від роду газу і його кількості. Мендєлєєв надав рівнянню більш зручного для користування вигляду, скориставшись законом Авогадро. Завдяки цьому стала в рівнянні газового стану, розрахована на 1 моль речовини, буде дорівнювати: R=8,31 Дж/моль*К – універсальна газова стала. Звідси рівняння стану, розрахованого на 1 моль газу: pV=RT – рівняння Клапейрона-Мендєлєєва. Для будь-якої маси m газу рівняння Клапейрона-Мендєлєєва записується так:

Де μ – маса, яку має моль газу.

Я кщо в газі відбуваються якісь процеси, то звичайно змінюються всі три його параметри: р, V і Т

Ізотермічний процес. Якщо в рівнянні вважати Т - const, права частина рівняння буде величиною сталою:

pV= const.

Закон Бойля—Маріотта, або рівняння стану ідеального газу при ізотермічному процесі, означає: добуток тиску даної маси газу на об'єм, що його займає газ за сталої температури, є величиною сталою Графічно залежність між тиском і об'ємом газу за сталої температури зображають гіперболою. Ці криві називають ізотермами (кривими однакових температур). Чим вища температура, за якої відбувається процес, тим вище розташована ізотерма (Т₁ <Т₂< Т₃).

Ізобарний процес. Нехай тепер газ знаходиться в умовах, коли сталим є його тиск р. З рівняння Клапейрона випливає, що в цьому випадку сталим буде відношення об'єму газу до його температури

= const,

тобто за незмінної маси газу і сталого тиску об'єм газу прямо пропорційний абсолютній температурі.

Перехід газу з одного стану в інший за сталого тиску називають ізобарним процесом. Графічно такий процес в координатних осях V, Т зображується прямою, продовження якої проходить через початок координат,— ізобарою. Кут її нахилу а до осі температур залежить від тиску газу: чим більший тиск, тим менший кут нахилу

Ізохорний процес. Розглянемо випадок, коли об'єм V газу залишається сталим. З рівняння Клапейрона випливає, що за цих умов сталим буде відношення тиску газу до його температури:

тобто за сталого об'єму тиск газу прямо пропорційний його абсолютній температурі

Перехід газу з одного стану в інший за сталого об'єму називають ізохорним процесом. Графік цього процесу в координатах р, Т — пряма лінія, продовження якої проходить через початок координат ; її називають ізохорою. Кут нахилу а ізохори до осі температур тим більший, чим менший об'єм газу.

52.Ізобарний процес відбувається в системі при сталому тиску (р=const). Такий процес можна здійснити, коли газ, наприклад, міститься в циліндрі з рухомим поршнем.зміна температури такого газу в такому циліндрі зумовлює переміщення поршня, тобто зміну об’єму. Тиск при цьому залишається сталим. При р=const V/T=const - ізобарного процесу (закон Гей-Люссака). Закон Гей-Люссака записують у вигляді V=V₀(1+αt), де V₀– об’єм газу при 0˚С; V- об’єм газу при температурі t˚C; α- коефіцієнт об’ємного розширення газу. Придосить низьких тисках величина α є однаковою для різних газів.

α = 0,003661 К^-1

53. закон Шарля. Ізохорний процес відбувається при сталому об’ємі газу (V=const). при V=const р/ V=const.- це рівняння називається рівнянням ізохорного процесу. Рівняння ізохорного процесу записують у вигляді р=р₀(1+βt), де p₀ і p –т иски при 0˚С і t˚C; β – термічний коефіцієнт тиску (β=0,003661).

Рівняння показує, що в ізохоричному процесі тиск газу перебуває в лінійній залежності від температури. Температуру, при якій тиск газу дорівнює нулю, називають абсолютним нулем.