2. Уравнение состояния идеального газа

Изучение эмпирических газовых законов (Р. Бойль, Ж. Гей-Люссак)

постепенно привело к представлению об идеальном газе, поскольку обнаружилось, что давление данной массы любого газа при постоянной температуре обратно пропорционально объему, занимаемому этим газом, и термические коэффициенты давления и объема с высокой точностью совпадают для различных газов, составляя, по современным данным, 1/273 град–1. Придумав способ графического представления состояния газа в координатах «давление – объем», Б. Клапейрон

получил объединенный газовый закон, связывающий все три параметра:

PV = BT ,

где коэффициент В зависит от вида газа и его массы.

Только через сорок лет Д. И. Менделеев

придал этому уравнению более простой вид, записав его не для массы, а для единицы количества вещества, т. е. 1 кмоля.

PV = RT , (1)

где R – универсальная газовая постоянная.

Физический смысл универсальной газовой постоянной. R – работа расширения 1 кмоля идеального газа при нагревании на один градус, если давление не меняется. Для того, чтобы понять физический смысл R , представим себе, что газ находится в сосуде при постоянном давлении, и мы повысим его температуру на ΔT , тогда

PV 1= RT 1, (2)

и

PV 2= RT 2. (3)

Вычитая из (3) уравнение (2), получим

P (V 2 – V 1) = R (T 2 – T 1).

Если правая часть уравнения равна единице, т. е. мы нагрели газ на один градус, тогда

R = P ΔV

Поскольку P = F /S , а ΔV равно площади сосуда S , умноженной на высоту подъема его поршня Δh , имеем Очевидно, что справа получим выражение для работы, и это

Очевидно, что справа получим выражение для работы, и это подтверждает физический смысл газовой постоянной.

Смотрите также

Влияние химических веществ на здоровье человека
Международное изучение последствий подвергания диоксинам и неопухолевой смертности рабочих по производству и распылению кислородо- и фенолосодержащих гербицидов и хлорофенолов. ...

Отчёт по экскурсионной практике на КОАО «Азот»
...

Зависимость точности визуального тест-определения нитрит-иона на основе пенополиуретана от способа построения цветовой шкалы
Определение микроколичеств нитрит-ионов в водах, почвах и пищевых продуктах относится к числу важных задач в связи с широким и зачастую неумеренным применением в качестве удобрений нитратов ...