Уравнение состояния идеального газа определяет связь температуры, объема и давления тел.

  • Позволяет определить одну извеличин, характеризующих состояние газа, по двум другим (используется в термометрах);
  • Определить, как протекают процессы при определенных внешних условиях;
  • Определить, как меняется состояние системы, если она совершает работу или получает тепло от внешних тел.

 

Уравнение Менделеева-Клапейрона (уравнение состояния идеального газа)

 26

универсальная газовая постояннаяR = kNA

Уравнение Клапейрона (объединенный газовый закон)

pVT

Частными случаями уравнения являются газовые законы, описывающие изопроцессы в идеальных газах, т.е. процессы, при которых один из макропараметров (T, P, V) в закрытой изолированной системе постоянный.

Количественные зависимости между двумя параметрами газа одной и той же массы при неизменном значении третьего параметра называют газовыми законами.

Газовые законы

Закон Бойля - Мариотта

Первый газовый закон был открыт английским ученым Р. Бойлем (1627—1691) в 1660 г. Работа Бойля называлась «Новые эксперименты, касающиеся воздушной пружины». И действительно, газ ведет себя подобно сжатой пружине, в этом можно убедиться, сжимая воздух в обычном велосипедном насосе.

Бойль изучал изменение давления газа в зависимости от объема при постоянной температуре. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим (от греческих слов isos — равный, therme — тепло). 

Независимо от Бойля несколько позднее французский ученый Э. Мариотт (1620—1684) пришел к тем же выводам. Поэтому найденный закон получил название закона Бойля—Мариотта. 

Произведение давления газа данной массы на его объем постоянно, если температура не меняется

pV = const

Закон Гей-Люссака

Сообщение об открытии еще одного газового закона было опубликовано лишь в 1802 г., спустя почти 150 лет после открытия закона Бойля—Мариотта. Закон, определяющий зависимость объема газа от температуры при постоянном давлении (и неизменной массе), был установлен французским ученым Гей-Люссаком (1778— 1850).

Относительное изменение объема газа данной массы при постоянном давлении прямо пропорционально изменению температуры

V = V0 αT

Закон Шарля

Зависимость давления газа от температуры при постоянном объеме экспериментально установил французский физик Ж. Шарль (1746—1823) в 1787 г. 

Ж. Шарль в 1787 г., т. е. раньше, чем Гей-Люссак, установил и зависимость объема от температуры при постоянном давлении, но он своевременно не опубликовал своих работ.

Давление данной массы газа при постоянном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре. 

 p = p0 γT

Название Формулировка Графики

Закон Бойля-Мариотта– изотермический процесс

27

Для данной массы газа произведение давления на объем постоянно, если температура не меняется

30

  

Закон Гей-Люссака– изобарный процесс

28

Для данной массы газа отношение объема к температуре постоянно, если давление не меняется

31

    

Закон Шарля– 
изохорный процесс

29

Для данной массы газа отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется

32

  


 arrowrleft                                     arrowright