Основные газовые законы.

1. Закон Шарля. V = const.

При постоянном объеме и неизменных значениях массы и его молярной массы, отношение давления газа к его абсолютной температуре остается постоянным. P/Т = const. Данный процесс называется изохорным.

2. Закон Бойля – Мариотта. Т = const.

При постоянной температуре и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, произведение объема газа и его давления остается постоянным. Р × V = const. Процесс, который подчиняется закону Бойля – Мариотта называется изотермическим.

3. Закон Гей – Люссака. Р = const.

При постоянным давлением и при неизменных значениях массы газа и его молярной массы, отношение объема газа к его абсолютной температуре остается постоянным. V/T = const или r × Т = const. Процесс, который подчиняется закону Гей – Люссака, называется изобарным.

4. Закон Авогадро.

При одинаковых давлениях и одинаковых температурах, в равных объемах разных идеальных газов содержится одинаковое число молекул. В одном моле разных веществ содержится N_A = 6,02 × 10²³ молекул (число Авогадро).

Для газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, имеет место следующая зависимость, полученная на основе закона Авогадро:

.

где m- молекулярная масса газа, кг/кмоль.

Для нормальных условий объем 1 кмоля всех идеальных газов равен 22,4136 м³/кмоль (округленно 22,4 м³/кмоль). Плотность газа при нормальных условиях определяется из равенства:

.

Пользуясь этой формулой, можно определить удельный объем любого газа при нормальных условиях:

.

В термодинамических системах в качестве рабочего тела часто рассматривают идеальный газ, в котором не учитываются силы взаимодействия молекул, представляющие материальные точки, не имеющие объема. Уравнением состояния идеального газа является уравнение Менделеева – Клапейрона:

где Р - абсолютное давление газа, Па;

V - объем газа, м³;

m - масса газа, кг;

u - удельный объем газа, м³/кг;

V_А - объем 1 кмоля газа, м³/кмоль;

R - газовая постоянная, Дж/(кг·К);

R × μ - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·К).

Численное значение универсальной газовой постоянной получается при подстановке значений входящих в него величин при нормальных условиях из уравнения:

Газовая постоянная определяется из уравнения:

где μ - масса 1 кмоля газа в килограммах (численно равная молекулярной массе газа), кг/кмоль.

Пользуясь характеристическим уравнением для двух различных состояний какого либо газа, можно получить выражение для определения любого параметра при переходе от одного состояния к другому, если значения остальных параметров известны:

Дата добавления: 2015-07-15