Законы идеального газа, универсальная газовая постоянная
Конспект лекций по курсу «Химия в строительстве».
Законы идеального газа, универсальная газовая постоянная.
Идеальный газ (ИГ) - система, существующая при условиях:
1. ИГ образован большим числом молекул, расстояние между которыми много больше размера самих молекул;
2. молекулы не имеют реального объема;
3. молекулы постоянно движутся,
4. любые столкновения молекул – упругие, т.е. кинетическая энергия движения молекул не превращается в другие формы энергии (тепловая, вращательная и проч.)
5. молекулы между собой не взаимодействуют (отсутствие притяжения/отталкивания).
Состояние идеального газа как изолированной термодинамической системы может быть описано независимыми параметрами: давление (Р), объем (V) и температура (Т). Независимость параметров состояния позволяет реализовываться всем законам идеального газа:
Рекомендуемые материалы
Закон Бойля-Мариотта рV = const
Т.е. при постоянной температуре для массы m идеального газа произведение объема газа на его давление есть постоянная величина.
Это изотермический процесс.
Закон Шарля V/T=const
Т.е. отношение объема к абсолютной температуре при постоянном давлении постоянно.
Закон Гей-Люссака p/T=const
Т.е. отношение давления к абсолютной температуре при постоянном объеме постоянно.
Но если p,V,T полностью определяют состояние системы, то их соотношение должно быть величиной постоянной. Выяснилось, что величина pV/T всегда постоянна. Ее принято называть газовой постоянной.
Используя газовую постоянную, все три закона можно объединить в одно уравнение – уравнение состояния идеального газа:
Ещё посмотрите лекцию "Фазы циклов общественного воспроизводства и их динамика" по этой теме.
pV = RT (для 1 моль газа)
где R – универсальная газовая постоянная = pV/T
Расчет показывает, что при атмосферном давлении 1 атм. = 101,3 кПа., объеме 1моль газа = 22,4 л и абсолютной температуре 273,1 К величина R составит:
R= [101,3*22,4]/273,1=8,3 [ (Па*л)/(моль*К) ]=8,3 [Дж/моль*К]
Более точный расчет дает величину R=8,314 Дж/моль*К
R - это работа, производимая при расширении 1 моль газа при его нагревании на 1 градус при постоянном давлении.
