химический каталог




Идеальные газы

Автор Б.П.Никольский

Под идеальными (совершенными) газами понимают такие газообразные тела, которые подчиняются следующим трем законам: 

закону Джоуля - внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры и не зависит от давления или объема, т. е.: 

закон Джоуля

законам Бойля-Мариотта и Авогадро. Два последних закона можно выразить уравнением: 

pV = nf(t) 

где n - число моль газа, a f(t)-универсальная функция, зависящая только от температуры и одинаковая для всех идеальных газов. 

До сих пор, говоря о температуре, мы не интересовались, по какой шкале и с помощью какого прибора она измеряется, так как для нас важна была только качественная или полуколичественная сторона понятия "температура" (больше, меньше). При изучении свойств совершенных газов мы можем рационально установить строгое количественное понятие о температуре, введя так называемую газовую шкалу температуры. Это можно сделать, приняв за температуру величину, пропорциональную f(t): 

f(t) = Rq 

где R - коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех идеальных газов независимо от их природы; q - температура по газовой шкале. Тогда:

pV = nRq 

Значение коэффициента R зависит от единиц измерения давления, объема и температуры. Для выбора единицы измерения температуры по газовой шкале в качестве основной реперной точки принимают тройную точку воды , которой присваивают температуру 273,16 К (0°С).

Температурой тройной точки воды называют температуру сосуществования жидкой воды, льда и насыщенного водяного пара при отсутствии других газов. Температурой тройной точки воды называют температуру сосуществования жидкой воды, льда и насыщенного водяного пара при отсутствии других газов.

Значения величины R при различных единицах измерения р и V приведены ниже:

Единицы измерения Значения R
 p V pV
Па м3 Дж 8,314 Дж/моль К
Атм дм3   0,08205 дм3/атм
Атм см3   82,05 см3/атм
    кал 1,987 кал/моль К

Свойства идеальных газов, позволяют найти их энергию и энтальпию в зависимости от температуры. Теплоемкости идеального газа Сv (и Ср) могут зависеть только от температуры. Мы примем, что теплоемкость не зависит и от температуры (что с большой точностью экспериментально подтверждается для одноатомных газов). 

Тогда, пользуясь газовой шкалой температуры, получим: 

Величина U0 представляет собой значение внутренней энергии идеального газа при q = 0. 

Энтальпия газа равна: 

Дифференцируя по q, получим выражение dH/dq = nR + Сv, тогда Ср = Cv + nR или для 1 моль газа: 

 

Таким образом, теплоемкость 1 моль идеального газа при р = const всегда на R единиц больше, чем при V = const. Теперь уравнение для энтальпии идеального газа можно написать так: 

Следовательно, как внутренняя энергия идеального газа, так и его энтальпия линейно зависят от температуры (в газовой шкале), возрастая соответственно на величины при повышении температуры на 1 градус. Следует помнить, что всякий реальный газ по мере увеличения его объема при р = const все больше приближается по своим свойствам к идеальному газу, чем и обусловлено большое значение для химической термодинамики изучения свойств совершенных газов.

Основные сведения из химической термодинамики >> Первое начало термодинамики >> Идеальные газы 


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
кресло 781
урна уличная металлическая бюджет

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)