Идеал газ. Идеал газ заңдары.

Идеал газ. Идеал газ деп молекулалар арасында ө зара ә серлесу кү штері болмайтын, жеке молекулалар кө лемі ыдыс кө лемімен салыстырғ анда ө те аз жә не молекулалар арасындағ ы ө зара соқ тығ ысуы абсолют серпімді болатын газды айтады. Кө птеген тә жірибелер бойынша қ алыпты жағ дайда (оттегі, гелий), яғ ни тө менгі қ ысымда жә не жоғ арғ ы температурада нақ ты газдар қ асиеті идеал газ қ асиетіне сә йкес келеді.

Идеал газ кү йін сипаттайтын заң дар:

Бойль-Мариотт заң ы: газдың берілген массасы ү шін тұ рақ ты температурада газ қ ысымының оның кө леміне кө бейтіндісі тұ рақ ты болып қ алады, яғ ни , кезінде

. (1)

Тұ рақ ты температура кезіндегі р -ның V- ғ а тә уелділік қ исығ ы изотерма деп аталады (4-сурет).

Авогадро заң ы: кез келген газдардың бірдей температурадағ ы жә не қ ысымдағ ы молі бірдей кө лемде орналасады. Қ алыпты жағ дайда бұ л кө лем: м³/моль.

Зат мө лшері: затты қ ұ райтын қ ұ рылымдық элементтердің (атомдардың, молекулалардың немесе иондардың) санымен анық талатын физикалық шама. ([ v ]-моль)

Авогадро тұ рақ тысы: N_A= 6, 022*10³² моль^-1. ә ртү рі заттардың бір молінде N_A молекула бар.

Дальтон заң ы: идеал газдардың қ оспасының қ ысымы оғ ан енетін газдардың парциаль қ ысымдарының қ осындысына тең:

p=p₁ +p₂ +…+p_n. (21)

Парциал қ ысым – қ оспа газдарының қ ысымы.

Гей-Люссак заң ы: газдың берілген массасының кө лемі тұ рақ ты қ ысымда температурағ а қ атысты сызық ты ө згереді: , болғ анда немесе

. (22)

Шарль заң ы: газдың берілген массасының қ ысымы тұ рақ ты кө лемде температурағ а қ атысты сызық ты ө згереді: , болғ анда немесе

. (23)

(мұ ндағ ы жә не -сә йкесінше 0⁰С кезіндегі кө лем мен қ ысым, ал коэффициент К^-1).

Тұ рақ ты қ ысымда ө тетін процесс изобаралық (5-суретте V, t координаталарындағ ы диаграммада бұ л процесс тү зумен – изобарамен берілген), ал тұ рақ ты кө лемде ө тетін процесс изохоралық (6-суретте р, t координаталарындағ ы диаграммада бұ л процесс тү зумен – изохорамен берілген) деп аталады. Суреттерден изабаралар жә не изохоралар температуралар осінде ⁰С нү ктесінде қ иылысатыны белгілі. Егер санақ басын осы нү ктеге ығ ыстырсақ, онда Кельвин шкаласына ауысу болады .

Менделеев – Клапейрон тең деуі. Клапейрон Бойль-Мариотт жә не Гей-Люссак заң дарын біріктіре отырып, идеал газ кү йінің тең деуін тапты. Изотермиялық жә не изохоралық процестер заң дарына сә йкес: , . Осыдан

. (24)

Олай болса

. (25)

(5) тең деу- Клапейрон тең деуі, мұ ндағ ы В - тұ рақ ты, ә ртү рлі газ ү шін ә ртү рлі.

Менделеев Клапейрон тең деуін молдік кө лемді қ олдана отырып, Авогадро заң ымен біріктірді. Сонда

(26)

- Менделеев-Клапейрон тең деуі. Мұ ндағ ы R =8, 31 Дж/(моль*К) – мольдік газ тұ рақ тысы.

Массасы т газ ү шін Менделеев-Клапейрон тең деуі:

. (). (27)

Кү й тең деуі: (). Больцман тұ рақ тысын Дж/К енгізіп, мынадай тең деу аламыз:

, (28)

мұ ндағ ы -молекулалар концентрациясы.