Идеални гас и његова дефиниција

12. 4. 2019.

Наука о физици игра значајну улогу у проучавању околног света. Стога, његови концепти и закони почињу да пролазе у школи. Својства твари мјере се у различитим аспектима. Ако узмемо у обзир његово стање агрегације, онда постоји посебна техника. Идеални гас је физички концепт који вам омогућава да процените својства и карактеристике материјала који чини наш цео свет.

Општа дефиниција

Идеални гас је модел у коме се интеракција између молекула обично занемарује. Процес међусобне интеракције честица било које супстанце је прилично компликован. Перфецт гас Када се приближе једна другој и налазе се на веома малој удаљености, оне су снажно повезане. Али на великој удаљености између молекула постоје релативно мале привлачне силе. Ако је просјечна удаљеност на којој су једна од друге велика, ова позиција твари се назива разријеђеним плином. Интеракција таквих честица се манифестује као ретки утицаји молекула. То се дешава само када се приближе једна другој. У идеалном гасу, интеракција молекула се уопште не узима у обзир. У идеалном гасу, број молекула је веома велик. Према томе, прорачуни се јављају само уз помоћ статистичке методе. Штавише, треба напоменути да су честице супстанце у овом случају равномерно распоређене у простору. Ово је најчешће стање идеалног гаса.

Када се гас може сматрати идеалним

Постоји неколико фактора због којих се плин назива идеалним. Први знак је понашање молекула као апсолутно еластичних тијела, између њих нема привлачне снаге. Истовремено, гас ће бити врло испражњен. Удаљеност између најмањих састојака супстанце биће много већа од њихове величине. У овом случају, топлотна равнотежа ће се постићи одмах кроз волумен. Да би се постигао положај идеалног гаса у лабораторијским условима, његов прави тип је сходно томе разређен. Неке супстанце су у гасном стању чак и на собној температури и нормалан атмосферски притисак практично се не разликују од идеалног стања.

Савршен плин је

Границе модела

Идеални гас се разматра у зависности од задатака. Ако је истраживач задужен да одреди однос између температуре, запремине и притиска, тада се идеално стање може сматрати таквим да гас има високу тачност притисака мјерену са неколико десетина атмосфера. Али, у случају проучавања фазног прелаза, на пример испаравања и кондензације, процеса постизања равнотеже у гасу, дотични модел се не може применити чак ни са веома малим притиском. Притисак гаса на зиду цеви јавља се при случајном напрезању молекула на стаклу. Када су такви ударци чести, људско тело може ухватити ове промене као континуирани ефекат.

Идеална гасна једначина

На основу главних принципа молекуларно-кинетичке теорије изведена је главна једначина идеалног гаса. Радите на савршеном гасу Рад идеалног гаса има следећи израз: п = 1/3 м 0 нв 2 , где је п притисак гаса идеала, м 0 је молекуларна тежина, в 2 је просечна концентрација честица, квадрат брзине молекула. Ако означимо просечни индекс кинетичког кретања честица материје, као Ек = м 0 н / 2 , онда ће једначина имати следећи облик: п = 2/3 нЕк. Молекули гаса, који ударају у зидове посуде, ступају у интеракцију с њима као еластична тијела према законима механике. Импулс од таквих удараца преноси се на зидове посуде.

Температуре

Израчунавајући само притисак гаса на зидовима крвних судова, немогуће је одредити просек кинетичка енергија његове честице.

Температура и савршен гас

И то се не може учинити ни за један молекул ни за њихову концентрацију. Стога је за мјерење параметара плина потребно одредити још једну количину. То је температура, која је такође повезана са кинетичком енергијом молекула. Овај индикатор је скаларна физичка величина. Температура описује термодинамичку равнотежу. У овом стању нема промене параметара на микро нивоу. Температура се мери као одступање од нуле. Карактерише га засићење хаотичних кретања најмањих честица гаса. Мјери се просјечном вриједношћу њихове кинетичке енергије. Овај индикатор се одређује помоћу термометара у степенима различитих ознака. Постоји термодинамичка апсолутна скала (Келвин) и њене емпиријске варијанте. Разликују се у полазним тачкама.

Једначина положаја идеалног гаса у односу на температуру

Физичар Болцман тврди да је просечна кинетичка енергија честице пропорционална апсолутном индексу температуре. Ек = 3/2 кТ, где је к = 1,38 -23 10-23, Т је температура. Рад идеалног гаса биће једнак: П = НкТ / В, где је Н број молекула, В је запремина посуде. Ако овом показатељу додамо концентрацију н = Н / В, онда ће ова формула изгледати овако: п = нкТ. Ове две једначине имају различите облике писања, али повезују притисак, запремину и температуру идеалног гаса. Ови прорачуни се могу применити и на чисте гасове и њихове мешавине. У потоњој верзији, н се мора схватити као укупан број молекула супстанци, њихова укупна концентрација или укупан број молова у супстанци.

Три закона о гасу

Идеални гас и његови поједини закони откривени су експериментално и тек тада су теоретски потврђени. Приватни закони идеалних гасова Прво приватно право наводи да ће идеалан гас са константном масом и температуром имати обрнуто пропорционалан притисак на свој волумен. Процес у којем је индикатор температуре константан назива се изотермни. Ако је притисак у студији константан, онда је волумен пропорционалан вриједности апсолутне температуре. Овај закон се зове Гаи-Луссац. Изохорични процес се одвија константном запремином. Притисак ће бити пропорционалан апсолутној температури. Његово име је Цхарлесов закон. То су три посебна закона понашања идеалног гаса. Они су били у стању да потврде само овладавањем знањем о молекулима.

Апсолутна мерна скала

У апсолутној скали мјерења, прихваћено је да се назове јединица Келвин. Одабрана је на основу популарне Целзијусове скале. Један Келвин одговара једном степену Целзијуса. Али у апсолутној скали, нула се узима као вредност при којој ће притисак идеалног гаса на константној запремини бити једнак нули.

Апсолутна скала и савршен гас Ово је заједнички систем. Ова вредност температуре се зове абсолуте зеро. Одговарајућим израчунима можете добити одговор да ће вриједност овог индикатора бити -273 степени Целзијуса. Ово потврђује да постоји веза између апсолутне и Целзијусове скале. Може се изразити сљедећом једнаџбом: Т = т + 237. Треба напоменути да је немогуће постићи апсолутну нулу. Сваки процес хлађења се заснива на испаравању молекула са површине супстанце. Приближава се апсолутној нули, кретање напред честице успоравају толико да испаравање стане готово у потпуности. Али чисто из теоријске тачке гледишта, ако би заиста дошло до тачке апсолутне нуле, онда би се брзина кретања молекула толико смањила да би се уопште могла назвати одсутном. Топлинско кретање молекула би престало.

Проучавајући такав концепт као идеалан гас, можемо разумети принцип деловања било које супстанце. Ширењем знања у овој области, могу се разумети својства и понашање било које гасовите супстанце.