Оглавление
Оглавление 1
Введение 2
Уравнение состояния идеального газа 3
Закон Бойля-Мариотта. Изотерма 4
Закон Гей-Люссака. Изобара 6
Закон Шарля. Изохора 8
Заключение 10
Список источников 11
Введение
Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.
Модель широко применяется для решения задач термодинамики газов и задач аэрогазодинамики. Например, воздух при атмосферном давлении и комнатной температуре с большой точностью описывается данной моделью. В случае экстремальных температур или давлений требуется применение более точной модели, например модели газа Ван-дер-Ваальса, в котором учитывается притяжение между молекулами.
Различают классический идеальный газ (его свойства выводятся из законов классической механики и описываются статистикой Больцмана) и квантовый идеальный газ (свойства определяются законами квантовой механики, описываются статистиками Ферми — Дирака или Бозе — Эйнштейна).
Газовые законы - законы термодинамических процессов, протекающих в системе с неизменным количеством вещества при постоянном значении одного из параметров: закон Шарля, закон Гей-Люссака, закон Бойля-Мариотта, а также закон Авогадро, закон Дальтона.
Уравнение состояния идеального газа
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева - Клапейрона ) — формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид:
где
p — давление,
Vμ — молярный объём,
T — абсолютная температура,
R — универсальная газовая постоянная.
Так как , где где ν — количество вещества, а , где m — масса, μ — молярная масса, уравнение состояния можно записать:
та форма записи носит имя уравнения (закона) Менделеева — Клапейрона.
Уравнение можно записать в виде:
Последнее уравнение называют объединённым газовым законом. Из него получаются законы Бойля — Мариотта, Шарля и Гей-Люссака:
— закон Бойля — Мариотта.
— закон Гей-Люссака.
— закон Шарля
Закон Бойля-Мариотта. Изотерма
ЗАКОН БОЙЛЯ — МАРИОТТА, один из основных газовых законов, который описывает изотермические процессы в идеальных газах. Его установили учёные Р. Бойль в 1662 г. и Э. Мариотт в 1676 г. независимо друг от друга при экспериментальном изучении зависимости давления газа от его объема при постоянной температуре.
Согласно закону Бойля-Мариотта при постоянной температуре Т объем V данной массы m идеального газа обратно пропорционален его давлению р, т. е.:
pV = const = С при T=const и m=const
Постоянная С пропорциональна массе газа (числу молей) и его абсолютной температуре. Другими словами: произведение объема данной массы идеального газа на его давление постоянно при постоянной температуре. Закон Бойля — Мариотта выполняется строго для идеального газа. Для реальных газов закон Бойля — Мариотта выполняется приближенно. Практически все газы ведут себя как идеальные при не слишком высоких давлениях и не слишком низких т
емпературах.
Закон Бойля — Мариотта следует из кинетической теории газов, когда принимается допущение, что размеры молекул пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними и отсутствует межмолекулярное взаимодействие. При больших давлениях необходимо вводить поправки на силы притяжения между молекулами и на объем самих молекул. Как и уравнение Клайперона, закон Бойля — Мариотта описывает предельный случай поведения реального газа, более точно описываемый уравнением Ван-дер-Ваальса. Применение закона приближенно можно наблюдать в процессе сжатия воздуха компрессором или в результате расширения газа под поршнем насоса при откачке его из сосуда.
Термодинамический процесс, котроый происходит при постоянной температуре называется изотермическим. Изображение его на графике называется изотермой.(см. график изотермического процесса)
Закон Гей-Люссака. Изобара
Французский ученый Ж. Гей-Люссак в 1802 году нашел экспериментально зависимость объема газа от температуры при постоянном давлении. Данные лежат в основе газового закона Гей-Люссака.
Формулировка закона Гей-Люссака следующая: для данной массы газа отношение объема газа к его температуре постоянно, если давление газа не меняется. Эту зависимость математически записывают так:
V/Т=const, если P=const и m=const
Применение:
Данный закон приближенно можно наблюдать, когда происходит расширение газа при его нагревании в цилиндре с подвижным поршнем. Постоянство давления в цилиндре обеспечивается атмосферным давлением на внешнюю поверхность поршня. Другим проявлением закона Гей-Люссака в действии является аэростат. Закон Гей-Люссака не соблюдается в области низких температур, близких к температуре сжижения (конденсации) газов.
Закон справедлив для идеального газа. Он неплохо выполняется для разреженных газов, которые по своим свойствам близки к и
деальному. Температура газа должна быть достаточно велика.
Графически эта зависимость в координатах V-T изображается в виде прямой, выходящей из точки Т=0. Эту прямую называют изобарой. Разным давлениям соответствуют разные изобары. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным. От греческого слова «барос» - вес (тяжесть). (см. график изобарного процесса).
Закон Шарля. Изохора
Французский ученый Ж. Шарль в 1787 году нашел экспериментально зависимость давления газа от температуры при постоянном объеме. Данные лежат в основе газового закона Шарля.
Формулировка закона Шарля следующая: для данной массы газа отношение давления газа к его температуре постоянно, если объем газа не меняется. Эту зависимость математически записывают так:
P
/Т=const, если V=const и m=const
Применение:
Данный закон приближенно можно наблюдать, когда происходит увеличение давления газа в любой емкости или в электрической лампочке при нагревании. Изохорный процесс используется в газовых термометрах постоянного объема. Закон Шарля не соблюдается в области низких температур, близких к температуре сжижения (конденсации) газов.
Закон справедлив для идеального газа. Он неплохо выполняется для разреженных газов, которые по своим свойствам близки к идеальному. Температура газа должна быть достаточно высокой. Процесс должен проходить очень медленно
Графически эта зависимость в координатах P-T изображается в виде прямой, выходящей из точки Т=0. Эту прямую называют изохорой. Разным объемам соответствуют разные изохоры. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным. От греческого слова «хорема»-вместимость. (см. графики изохорного процесса
Заключение
Газовые законы - законы термодинамических процессов, протекающих в системе с неизменным количеством вещества при постоянном значении одного из параметров: закон Шарля, закон Гей-Люссака, закон Бойля-Мариотта, а также закон Авогадро, закон Дальтона.
Список источников
Вукалович М.П., Новиков И.И. - Термодинамика. М: Машиностроение, 1972
Грабовский Р.И. Курс физики. М: Высшая школа, 1974
Громов С. В., Физика: Оптика. Тепловые явления. Строение и свойства вещества: Учебник для 10 класса., Москва, «Просвещение», 2003 г.
Коротков П.Ф. Молекулярная физика и термодинамика - 2e изд., MФТИ, 2004
Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н., Физика, учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений, Москва, «Просвещение», 2008г.
Якунин В. И., Учебное пособие для изучающих физику в средней школе., Тамбов, ТИПКРО, Тамбовский областной физико-математический лицей, 1994
Другие работы по теме:
Идеальный руководитель
Идеальный образ руководителя. Одна из важнейших проблем любого начальника. Роль идеального руководителя в поддержке морального духа работников. Анализ действий руководителя при обнаружении незаконного присвоения денежных средств сотрудниками организации.
Понятия языка
- это система содержательных значимых форм. Сознание и язык образуют единство: в своем существовании они предполагают друг друга как внутренне, логически оформленное идеальное содержание предполагает свою внешнюю материальную форму. Язык есть непосредственная действительность мысли, сознания.
Теория познания
Познание определяется как процесс получения и совершенствования знаний, деятельность людей по открытию понятий, схем, образов, концепций, облегчающих воспроизводство и совершенствующих их бытие и самосохранение.
Анализ цикла паротурбинной установки
Способы повышения тепловой эффективности паросиловых установок. Основные характеристики паротурбинной установки. Построение диаграммы тепловых и эксергетических потоков в установке. Расчёт параметров точек идеального и действительного циклов ПТУ.
Понимающая социология Макса Вебера
Основоположник понимающей социологии и теории социального действия. Разрабатывал концепцию идеальных типов (определенных образов-схем, используемых как наиболее удобный способ упорядочивания эмпирического материала). Эта концепция служила обоснованием научного плюрализма в социологии.
Подбор брачного партнера
Как Вы оцениваете брак своих родителей ? Количество выборов Мужчины Женщины Идеальный В целом хороший Эмоциональный разлад На грани развода Родители разведы
Подбор брачного партнера
Как Вы оцениваете брак своих родителей ? Количество выборов Мужчины Женщины Идеальный В целом хороший Эмоциональный разлад На грани развода Родители разведы
Идеальный политический образ
Институт международного права и экономики А.С. Грибоедова Курсовая работа: “Идеальный политический образ” Выполнил: Студент 4 курса 2 группы факультета журналистики :
Грин а. - Сказка о любви1
Романтическая повесть «Алые паруса» - одно из лучших произведений Александра Грина. Путь к созданию этой повести был долгим. Автор неоднократно изменял и переписывал текст, пока добился желаемого. Он стремился создать идеальный мир, где живут прекрасные герои и где любовь, мечта, сказка способны победить грубость и черствость.
Литературный герой КАРЛ ВЕЛИКИЙ
КАРЛ ВЕЛИКИЙ (фр. Charlemagne, лат. Carolus Magnus). - 1) Герой «Жизнеописания Карла Великого» Эйнхарда (между 817-821 гг.). Карл Великий (742-814) - внук Карла Мартелла, основателя династии Каролингов, король франков с 768 г., римский император с 800 г. В биографии Эйнхарда, сочинении панегирического характера, К.В., идеализируемый автором, предстает как безупречный правитель, являющий образец для подражания потомкам.
Гончаров и. а. - Обломов и захар в романе и. гончарова
В романе И. А. Гончарова Обломов обнажается сложная взаимосвязь рабства и барства идет повествование о двух противоположных типах людей отличающихся понятиями о мире для одного мир отвлеченный идеальный для другого материальный и практ.
Гончаров и. а. - Комическое и трагическое в романе и. гончарова обломов
Я считаю что. Обломов Гончарова это роман трагикомедия в нем много трагического но немало и комических сцен где автор смеется во весь голос. Трагичен в какой то степени и Штольц. На первый взгляд это новый прогрессивный почти идеальный человек но он скучен и жалок в своей искусственности.
«Философия паркура»
Вырастая, человек часто становится вдали от всего, с чем сталкивался в детстве, все его движения более скованные, а свою скорость он показывает в те моменты, когда с утра опаздывает на работу, толкая и задевая рядом спешащих
Молекулярная физика
Постоянная Авогадро, Броуновское движение, идеальный газ, температура и ее измерение.
Смысл человеческой жизни заключается в беспокойстве и тревоге Блок
Век девятнадцатый с пышностью двора, интригами остался далеко позади, двадцатый тоже пролетел, сохранив тяжелую память о революциях и войнах. Мы — дети двадцать первого, компьютерного, технологичного и стремительного. Время движется вперед, но некоторые понятия остаются неизменными, например великая литература и мир человеческих переживаний.
Что значит быть счастливым человеком
Счастье для человечества в целом и для каждого человека отдельно искали философы и писатели в течение многих веков. И каждый представлял счастье в соответствии со своими способностями, наклонами, миропониманием.
Анализ баллады Светлана
Анализ баллады "Светлана" Автор: Жуковский В.А. Жуковский – родоначальник романтизма в русской литературе. Его романтизм принято называть романтическим или элегическим. Героем многих произведений Жуковского является мечтатель, все помыслы которого устремлены в идеальный мир. Отсюда возникает противопоставление «здесь» - и «там»-бытия («Там не будет вечно здесь»).часто у Жуковского, как и других романтиков, мы встречаем мотив сна.
Анализ стихотворения А.А. Блока Незнакомка
Автор: Блок А.А. В первой книге Блока «Стихи о Прекрасной Даме», изданной в 1904 году, дается романтическая трактовка любви, как чувства, непостижимым образом помогающего соединить мир реальный и мир идеальный.
Анализ стихотворения А.Блока В ресторане
Анализ стихотворения А.Блока "В ресторане" Автор: Блок А.А. Сюжет вечен и прост: любимая женщина уходит, герой делает усилие удержать её, но всё тщетно. Несмотря на кажущуюся простоту, “В ресторане” — одно из сложнейших произведений Блока.
О. Уайльд
Оскар Уайльд (1854-1900) Прозаик, эссеист, драматург, поэт, Оскар Уайльд прожил недолгую, исполненную драматизма жизнь. Был наиболее характерным представителем эстетизма, художественно-философского течения, получившего развитие в Англии в 1870-1890-х гг. Его сторонники исходили из принципа "искусства для искусства", из того, что литературе нет смысла выполнять какую-то моральную миссию, учить добру, справедливости, что она "безразлична" к проблемам нравственности.
Метод наложения
Принцип наложения. Основным свойством линейной электрической цепи является принцип наложения (принцип суперпозиции): реакция линейной электрической цепи на совокупность воздействий равна сумме реакций, вызываемых в той же цепи каждым из воздействий в отдельности. На этом принципе основан метод расчёта сложных цепей – метод наложения.
Формирование АИМ-сигнала
Экспериментальное исследование принципов формирования АИМ – сигнала и его спектра. Методика и этапы восстановления непрерывного сигнала из последовательности его дискретных отсчетов в пункте приема, используемые для этого главные приборы и инструменты.
Характеристика дискретных систем автоматического управления
Дискретные системы автоматического управления как системы, содержащие элементы, которые преобразуют непрерывный сигнал в дискретный. Импульсный элемент (ИЭ), его математическое описание. Цифровая система автоматического управления, методы ее расчета.
Самураи
Зарождение самурайства в VIII веке. Устои неписанного морального кодекса самурая. Требования Буси-до. Философия Дайдодзи Юдзана.
Роль антитезы в одном из произведений русской литературы XX века
В своих ранних произведениях М. Горький предстает как романтик. Романтический, а потом идеальный мир героя противостоит миру реальному, противоречивому и далекому от романтического идеала. Противостояние романтика и действительности, романтика и окружающего мира – основная черта этого литературного направления.
Иск в гражданском процессе 2
Содержание Введение Понятие иска Элементы иска и их значение Виды исков Заключение Список используемых источников Заключение Получение правовых знаний об иске, предопределяет, с одной стороны, возможность действенной защиты гражданских прав и охраняемых законом интересов граждан и организаций, с другой – идеальный образ результата судопроизводства, что позитивным образом отразится на эффективности осуществления правосудия по гражданским делам.
Экологические проблемы Волги
Введение 1 В средние века, река Волга была известна под названием Итиль. По одной из версий современное название Волга приобрела по древнему марийскому названию реки Волыгдо. Волга - крупнейшая в мире река внутреннего стока. В образном восприятии сущности русской народности Волга играет исключительную и центральную роль, это корень и стержень всего русского народа, образный идеал.