физика - Билет по идеальному газу.

Идеальным газом считают газ, взаимодействие между молекулами которого настолько слабо, что им можно пренебречь. В частности, идеальным считают газ, молекулы которого взаимодействуют лишь при соударениях и средние межмолекулярные расстояния велики по сравнению с размером молекул. Состояние газа характеризуют его объемом, давлением и температурой. Состояние газа, при котором все его параметры остаются постоянными сколь угодно долго, называют равновесным. Параметры газа, находящегося в равновесном состоянии, связаны между собой уравнением состояния f(p,V,T)=0. Для идеальных газов имеются экспериментальные законы:

1. Закон Бойля-Мариотта pV=const при T=const и m=const
2. Закон Гей-Люссака V/T=const при при p=const и m=const
3. Закон Шарля p/T=const при при V=const и m=const

Следствием любых двух опытных законов является объединенный газовый закон (уравнение Клапейрона): pV/T=const при m=const.

Согласно закону Авогадро при нормальных условиях р0=1,0110^5 Па, T0=273 K 1 моль идеального газа занимает объем Vm=22,410^(-3) (м^3)/моль, поэтому при нормальных условиях объем идеального газа равен V0=nuVm, nu-число молей которое равно m/M=N/Na, а молярная масса равна M=m1Na, Na-число Авогадро, m1- масса структурной единицы газа (атома или молекулы), m1=Mr(1/12)m_C, Mr-относительная молекулярная масса вещества, m_C -масса атома самого легкого изотопа углерода.

С учетом вышеизложенного pV/T=p0nuVm/T0=(m/M)R=(N/Na)R или pV=nuRT, где величина R=p0Vm/T0=8,31 Дж/(мольК)называется молярной газовой постоянной, а полученное уравнение сотояния идеального газа называют уравнением Менделеева-Клапейрона. Его можно представить в виде p=nkT, где n=N/V концентрация молекул, к=R/Na=1,3810^(-23)Дж/К -постоянная Больцмана.