Вывод уравнения объединенного закона газового состояния

Состояние газа характеризуется основными термодинамическими параметрами: давлением, объемом и температурой. Связь между этими параметрами (уравнение объединенного закона газового состояния) для определенной массы газа определяется следствием из основного уравнения молекулярно-кинетической теории:

(1.1)

где

Р - давление газа, Па;

k = 1,38·10 ^-23 Дж/К - постоянная Больцмана;

Т - термодинамическая температура, К;

n - число молекул в единице объема (концентрация молекул газа):

(1.2)

где

N - общее число молекул;

V - объем газа, м³.

Тогда подставим (1.2) в (1.1):

или

(1.3)

Очевидно, что для данной массы газа (т.е. при m = сonst) общее число молекул N и постоянная Больцмана k - неизменны, то и произведение этих величин тоже неизменная величина: N·k=const. Из соотношения (1.3) получаем уравнение объединенного закона газового состояния:

(1.4)

Таким образом, объединенный газовый закон (1.4) можно сформулировать следующим образом:

Для данной массы газа произведение давления на объем, деленное на термодинамическую температуру газа, есть величина постоянная для всех состояний этой массы газа.

Рассмотрим два состояния одного газа:

в начале процесса (первое состояние) численные значения параметров газа обозначим через P₁,V₁,T₁, а параметры во втором состоянии обозначим - через Р₂, V₂, Т₂.

Применим объединенный газовый закон (1.4.) для двух состояний, тогда:

(1.5)

1 ОБОРУДОВАНИЕ

2.1 Барометр-анероид (для общего пользования).

2.2 Масляный манометр.

2.3 Термометр.

2.4 Стакан химический с горячей водой.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В данной лабораторной работе для проверки объединенного газового закона (1.5) необходимо определить термодинамические параметры газа - давление Р_газа, температуру Т _газа и объем V_газа в двух состояниях:

1) Р₁, Т₁, V₁ - при комнатной температуре и

2) Р₂, Т₂, V₂ - при повышенной температуре

Следовательно, необходимо провести два опыта при двух температурах.

Дата добавления: 2015-08-26