ЛЕКЦИЯ No1
ЛЕКЦИЯ No 1. Идеален газ. Реално уравнение на състоянието на газа
1. Елементи на молекулярно-кинетичната теория
Науката познава четири вида агрегатни състояния на материята: твърдо, течно, газово, плазмена. Призовава се преминаването на вещество от едно състояние в друго фазов преход. Както знаете, водата съществува в три агрегатни състояния: течно (вода), твърдо (лед), газообразно (пара). Тази разлика между трите агрегатни състояния се определя от междумолекулното взаимодействие и степента на конвергенция на молекулите.
Газ - агрегатното състояние на материята, при което молекулите се движат хаотично, разположени на голямо разстояние една от друга. IN твърдо тела, разстоянията между частиците са малки, силата на привличане съответства на силата на отблъскване. Течност - агрегатно състояние, междинно между твърдо и газообразно. В течността частиците са разположени близо една до друга и могат да се движат една спрямо друга; течността, подобно на газа, няма определена форма.
Всяко от тези състояния може да бъде описано чрез набор от някои параметри: например състоянието на даден газ е напълно описано чрез три параметъра: обем, налягане, температура.
Комбинацията от три параметъра, доста лесно измерими, още от средата на 17 век, когато са създадени барометри и термометри, описва добре състоянието на газовата система. Ето защо изучаването на сложни многоатомни системи започва с газове. Р. Бойл е в началото на науките за химия и физика.
2. Уравнение на състоянието на идеалния газ
Изследване на емпиричните газови закони (Р. Бойл, Дж. Гей-Люсак) постепенно доведе до идеята за идеален газ, тъй като беше установено, че налягането на дадена маса на всеки газ при постоянна температура е обратно пропорционално на обема, зает от този газ, а топлинните коефициенти на налягане и обем съвпадат с висока точност за различни газове, което прави, според съвременните данни, 1/273 градуса –1. След като измислих начин за графично представяне на състоянието на газа в координатите "налягане - обем", Б. Клапейрон получи комбиниран закон за газа, свързващ и трите параметъра:
където коефициентът IN зависи от вида на газа и неговата маса.
Само след четиридесет години Д. И. Менделеев даде на това уравнение по-проста форма, записвайки го не за маса, а за единица количество вещество, т.е. 1 kmol.
Където R - универсална газова константа.
Физическото значение на универсалната газова константа. R - разширяването на 1 kmol идеален газ при нагряване с един градус, ако налягането не се промени. Да разберем физическия смисъл R, Нека си представим, че газът е в съд с постоянно налягане и ние увеличаваме температурата му с ?т, тогава