IV. Закони ідеальних газів

Газоподібний стан характеризується слабкою взаємодією між молекулами, і тому властиві для нього закономірності залежать насамперед не від природи молекул газу, а від їх числа в одиниці об’єму та температури.

Фізичні властивості газів (на відміну від рідин та твердих речовин):

ü заповнюють весь об’єм;

ü під дією зовнішнього тиску здатні сильно змінювати об’єм, стискатися, а під час розширення заповнювати весь об’єм;

ü необмежено змішуються між собою з утворенням однорідної газової суміші.

Газовий стан описують за допомогою таких характеристик:

– об’єм, ;

– тиск, ;

– температура, ;

– кількість речовини газу, .

А) Закон Бойля – Маріотта (залежність між тиском і об’ємом певної кількості газу за сталої температури):

За сталої температури добуток тиску на об’єм є сталою величиною.

В разі підвищення тиску в певне число разів у стільки ж разів зменшується об’єм, а розширення газу завжди супроводжується зменшенням тиску. Якщо для однієї й тієї самої кількості газу змінювати тиск і вимірювати об’єм, то за сталої температури:

Б) Закон Шарля (залежність між тиском газу, що підвищується під час нагрівання, та його температурою за сталих об’єму і кількості газу):

Тиск газу за незмінних маси та об’єму пропорційний абсолютній температурі.

– коефіцієнт пропорційності.

В) Закон Гей – Люссака (залежність об’єму газу, що розширюється під час нагрівання, від температури за сталих тиску та кількості газу):

Об’єм газу за незмінних маси і тиску прямо пропорційний його абсолютній температурі.

– коефіцієнт пропорційності.

Цей закон використовується для зіставлення об’єму і температури однієї кількості газу у двох різних станах. Якщо тиск для одного й того ж самого зразка газу залишається сталим, то за різних температур сталим також буде співвідношення :

Г) Закон Менделєєва – Клапейрона (об’єднаний закон стану ідеального газу).

Застосовується у разі, коли потрібно знайти об’єм за умов одночасної зміни температури і тиску:

Відношення добутку тиску на об’єм газу до його абсолютної температури для даної маси газу є сталою величиною.

Для 1 моль газу за н.у.

універсальна газова стала

Універсальній газовій сталій відповідає робота, яку виконує під час розширення один моль газу в разі його нагрівання на один градус.

Якщо взяти певну кількість газу, то вплив одночасної зміни тиску і температури на об’єм газу можна виразити таким співвідношенням: