1.3 Изопроцессы

1. закон Бойля-Мариотта

T=const; p₁/p₂=V₁/V₂; pV=const (1.14)

Зависимости называются изотермами.

2. закон Гей-Люссака

p=const; V₁/V₂=T₁/T₂; V/T=const (1.15)

Зависимости называются изобарами.

3. закон Шарля

V=const; p₁/p₂=T₁/T₂; p/T=const (1.16)

Зависимости называются изохорами.

1. При постоянной температуре объем данного количества газа обратно пропорционально давлению, при котором находиться газ. Зависимость p(V) близка к гиперболической. Следствие: т. к. чистота газа и концентрация их при T=const связаны с массой газа и его объемом, то они прямо пропорциональны давлению, при котором находится газ. Поэтому будет справедливо соотношение:

ρ₁/ ρ₂=p₁/p₂ ; n₁/n₂=p₁/p₂ (1.17);

где ρ – плотность газа и n –концентрация.

2. При постоянном давлении для данной массы газа объем идеального газа прямо пропорционален его абсолютной температуре. Иначе при постоянном давлении изменение T на 1 градус вызывает изменение данного газа на 1/273 его объема при температуре 0 ⁰C. Если известны объем V₀ при 0 ⁰C, требуется узнать объем при T, то можно использовать выражение V_T=V₀T₁/T₀, где T₁ - температура отличная от 0 К. Следствие: плотность и концентрация газа при давлении const обратно пропорциональны его абсолютной температуре, что выражается соотношением:

ρ ₁/ ρ₂=T₂/T₁ ; n₁/n₂= T₂/T_1. (1.18)

Кроме того, из этого закона вытекает, что давление данной массы газа при постоянном объеме прямо пропорционально повышению температуры, что можно выразить соотношением:

ρ = ρ₀(1+ α_ρT) (1.19),

где ρ₀ – давление газа при 0 ⁰C, а α_ρ – коэффициент объемного расширения.

3. для данной массы газа при постоянном объеме давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре.

1.4 Закон Авагадро.

Основной газовый закон, который гласит в равных объемах разных газов при одинаковых температурах и давлении содержится одинаковое количество молекул. При нормальных условиях T=0 ⁰C и давлении 760 мм рт. ст. один моль газа занимает объем равный 22,4 м³ и содержит 6,02*10²³ молекул. В одном м³ любого газа одинаковое количество молекул равное 2,69*10²⁵ м³ и называется числом Ломмидта (N_L). Если одновременно изменять температуру и давление, то взаимосвязь между ними и объемом газа определится уравнением Клапейрона – Менделеева для одного моля, для n молей PV_n=nRT (1.20).

1.5 Закон Дальтона.

В обычных условиях различные газы не вступающие в химические реакции обладают способностью смешиваться в любых количествах. Закон Дальтона выражает зависимость между общим давлением смеси газов и порциальным давлением ее составляющих. Следует читать: общее давление смеси газов находящихся в определенном объеме равно сумме тех порциальных давлений, которыми обладал бы каждый отдельно взятый газ, если бы он один занимал тот же объем, который занимает вся смесь, и находился бы при одной и той же температуре. Математически общее давление смеси равняется

p_см=p₁+p₂+...+p_n (1.21)

где p_см – давление смеси_, p_n – порциальное давление газов входящих в смесь.