Решение задачи После знакомства с единицами измерения универсальной газовой постоянной предлагается получить их из универсального уравнения для идеального газа, которое было приведено в статье. Универсальная газовая постоянная более удобна при расчетах, когда число частиц задано в молях.
Универсальное уравнение состояния идеального газа
| Уравнение состояния идеального газа • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания» | универсальная газовая постоянная — Постоянная (R), входящая в управление состояния для моля идеального газа (pv = RT), одинаковая для всех идеальных газов. |
| Газовая постоянная: определение, свойства и применение в термодинамике | Для измерения давления газа существуют различные приборы (манометры, барометры), для измерения температуры – термометры. |
Общая информация [ править | править код ]
- Универсальная газовая постоянная
- Универсальное уравнение состояния идеального газа
- School Notes
- Газовая постоянная: определение, свойства и применение в термодинамике
- Размерность универсальной газовой постоянной
- В чем измеряется универсальная газовая постоянная
Законы идеального газа, универсальная газовая постоянная
Что означает р в уравнении Менделеева Клапейрона? Как определяется универсальная газовая постоянная и каково её значение? Обозначается латинской буквой R. Как записывается закон Дальтона?
Контакты Универсальное уравнение состояния идеального газа Уравнению Клапейрона можно придать универсальную форму, если газовую постоянную отнести не к 1 кг газа, а к 1 кмоль. Итальянский ученый Авогадро в 1811 г. Количество вещества, содержащее столько же молекул атомов частиц сколько атомов содержится в нуклиде углерода 12С массой 12 кг точно называется килограмм-молекулой или киломолем, газа кмоль.
Эти изменения небольшие, так что для решения многих задач давление можно действительно считать постоянным.
И остался третий параметр, который мы еще не фиксировали, — объем, при этом изменяются температура и давление. Разделим обе части уравнения Клапейрона на объем: Справа получилась константа: Теперь можно связать давление и температуру в начале и в конце изохорного процесса: Из уравнения видно: при увеличении температуры нагревании при постоянном объеме увеличивается давление газа, и наоборот. Это тоже прямая пропорциональность. И этот закон тоже сначала был получен экспериментально, французским ученым Шарлем, поэтому и назван его именем — закон Шарля: Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. Для этого процесса модель точнее описывает реальный процесс: в закрытом жестком сосуде объем действительно можно считать постоянным с хорошей точностью. Пример — металлический баллон. Если газ в нем нагреть, давление увеличится, но при большой жесткости баллона он практически не деформируется по крайне мере настолько, чтобы внести заметную погрешность в расчеты.
Решение задач. Графики для описания газовых законов. Границы применимости модели Итак, какие инструменты мы получили? Основной инструмент один — уравнение состояния идеального газа. А все остальное — это запись этого же уравнения в более удобных формах для решения той или иной задачи. Если мы имеем дело с неизменной массой газа то есть нет утечек , то три параметра состояния связаны уравнением Клапейрона. А если при этом еще и остается неизменным один из параметров состояния, применяем уравнение для изотермического, изобарного или изохорного процесса, их еще называют газовыми законами.
Применим наши инструменты, решив несколько задач. Задача 2. Каково давление воздуха в конце сжатия, если в начале сжатия давление воздуха было равно атмосферному 100 кПа? Анализ условия. В задаче описано изменение состояния воздуха, будем его описывать с помощью модели идеального газа — температура сотни градусов по Цельсию это позволяет. Состояние газа описано тремя макропараметрами давлением, температурой и объемом , причем изменяются все три макропараметра, это не изопроцесс.
Это уравнение называют уравнением состояния Клапейрона — Менделеева, так как оно впервые было предложено Д. Менделеевым в 1874 г. Физические постоянные некоторых газов приведены в табл.
Уравнение состояния вещества
Например, на нагревание воды необходимо затратить тепла примерно в девять раз больше , чем на нагревание до той же температуры такой же массы железа. Таким образом, каждое вещество обладает своей теплоемкостью. Теплоемкостью тела называют количество теплоты ,необходимое для изменения температуры тела на один градус.
Алымов 1865 [1] [2] [3] , Цейнер 1866 [4] , Гульдберг 1867 [5] , Горстман 1873 [6] и Д.
Менделеев 1874 [7] [2] [3] пришли к выводу, что произведение индивидуальной для каждого газа постоянной в уравнении Клапейрона на молекулярный вес газа должно быть постоянной для всех газов величиной. Молекулярно-кинетическая теория, Статистическая физика, Физическая кинетика , тогда как универсальная газовая постоянная более удобна при расчетах, касающихся макроскопических систем, когда число частиц задано в молях. Выпуск 103.
Это позволяет ученым спокойно включать уравнение состояния идеального газа даже в весьма сложные теоретические расчеты. Например, астрономы при моделировании горячих звезд обычно считают вещество звезды идеальным газом и весьма точно прогнозируют давления и температуры внутри них. Заметьте, что вещество внутри звезды ведет себя как идеальный газ, хотя его плотность несопоставимо выше плотности любого вещества в земных условиях. А дело в том, что вещество звезды состоит из полностью ионизированных ядер водорода и гелия — то есть из частиц значительно меньшего диаметра, чем диаметр атомов земных газов. В будущем, по мере совершенствования теоретических методов, возможно, будут выведены более точные уравнения для описания состояния реальных газов с учетом их характеристик на молекулярном уровне. Поэтому этот закон в Европе, по крайней мере принято называть законом Менделеева—Клапейрона. По существу, этот закон позволил ввести все ранее сделанные эмпирические заключения о характере поведения газов в рамки новой молекулярно-кинетической теории.
Нет, для этого газ нужно сжимать очень медленно, чтобы он успевал остывать, едва начиная нагреваться. Но если не будет разности температур, то и теплообмена не будет: тепло передается от теплого холодному. Поэтому процесс сможет протекать так: небольшими шагами сжимаем газ, чтобы на каждом таком шаге он немного нагревался и это тепло тут же забирал термостат. Постоянная температура — это приближение, тем не менее достаточно точно описывающее реальный процесс и позволяющее решать задачи. Зафиксируем второй параметр — давление, при этом меняться будут температура и объем. Разделим обе части уравнения Клапейрона на давление: Если разделить константу на постоянное давление, то получим тоже константу: А если рассмотреть объем и температуру в начале и в конце изобарного процесса, можно записать: Из уравнения видно: при увеличении температуры нагревании при постоянном давлении увеличивается объем газ расширяется , и наоборот, при охлаждении — сжимается. Это пример прямой пропорциональности. До того как вывели этот закон математически, его экспериментально получил Гей-Люссак это двойная фамилия одного человека, французского ученого , поэтому его назвали законом Гей-Люссака: Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объема к температуре постоянно. Пример реального процесса, который можно описывать как изобарный: газ, который находится в цилиндре под поршнем, который свободно перемещается и на который снаружи действует постоянное давление, например атмосферное. Тогда, если нагреть этот газ, он будет расширяться, но давление как было равным атмосферному плюс давление самого поршня , так и останется. На самом деле, если давление газа совсем не будет увеличиваться, у поршня не будет причин двигаться, давления будут все время уравновешены. Так что давление немного увеличивается, но под его действием поршень сдвигается вверх, и оно тут же понижается до прежнего значения. Эти изменения небольшие, так что для решения многих задач давление можно действительно считать постоянным. И остался третий параметр, который мы еще не фиксировали, — объем, при этом изменяются температура и давление. Разделим обе части уравнения Клапейрона на объем: Справа получилась константа: Теперь можно связать давление и температуру в начале и в конце изохорного процесса: Из уравнения видно: при увеличении температуры нагревании при постоянном объеме увеличивается давление газа, и наоборот. Это тоже прямая пропорциональность. И этот закон тоже сначала был получен экспериментально, французским ученым Шарлем, поэтому и назван его именем — закон Шарля: Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. Для этого процесса модель точнее описывает реальный процесс: в закрытом жестком сосуде объем действительно можно считать постоянным с хорошей точностью. Пример — металлический баллон. Если газ в нем нагреть, давление увеличится, но при большой жесткости баллона он практически не деформируется по крайне мере настолько, чтобы внести заметную погрешность в расчеты. Решение задач.
ГА́ЗОВАЯ ПОСТОЯ́ННАЯ
Универсальная газовая постоянная выражается через произведение постоянной Больцмана на число Авогадро. Универсальная газовая постоянная численно равна работе расширения, которую выполняет 1 моль газа при его нагревании на 1K при постоянном давлении. Универсальная газовая постоянная удобна при расчетах, касающихся макроскопических систем, когда число частиц задано в молях. Постоянная Больцмана определяется как отношение универсальной газовой постоянной к числу Авогадро. Чему равна газовая постоянная? Химия. Анонимный вопрос. физическая константа, которая входит в ряд фундаментальных уравнений в физических науках, таких как закон идеального газа и уравнение Нернста.
Популярные статьи:
- Закон идеального газа
- Газовые законы
- Ахметов М. | Конспект лекций по общей химии | Журнал «Химия» № 12/2006
- Смотрите также
- Универсальная газовая постоянная - определение термина
- ГА́ЗОВАЯ ПОСТОЯ́ННАЯ
Универсальная постоянная идеального газа
Физическая постоянная, эквивалентная постоянной Больцмана, но в других единицах измерения Газовая постоянная (также известная как молярная газовая постоянная, универсальная газовая постоянная или идеальная газовая постоянная. универсальная газовая постоянная — Постоянная (R) в уравнении состояния для моля идеального газа (pv = RT), одинаковая для всех веществ. Преобразование единиц измерения: Универсальная газовая постоянная используется при преобразовании единиц измерения, связанных с энергией, температурой и количеством вещества. Величина Ro называется универсальная газовая постоянная или газовая постоянная одного моля любого газа.
Газовая постоянная
Единицы измерения универсальной газовой постоянной. Чему равна газовая постоянная? Химия. Анонимный вопрос. Величину универсальной газовой постоянной можно получить из уравнения состояния идеального газа, если учесть закон Авогадро. Универсальная газовая постоянная (обозначается как R или Rунив) является физической константой, которая используется в различных уравнениях газового состояния для рассчета свойств газов. Универсальная газовая постоянная Значение, принятое как 8.31446261815324.
Что такое идеальный газ
- Газовая постоянная - Gas constant -
- Что такое идеальный газ
- Чему равна константа R? - Авто-ремонт
- универсальная газовая постоянная это определение
- Смотрите также
Уравнение состояния идеального газа
Используя газовую постоянную, все три закона можно объединить в одно уравнение – уравнение состояния идеального газа. Единицей измерения универсальной газовой постоянной в системе СИ является Дж/(моль*К). Ее значение с точностью до трех знаков после запятой равно 8,314. В результате изучения свойств идеальных газов установлено, что для любого газа произведение абсолютного давления на удельный объем, деленное на абсолютную температуру газа, есть величина постоянная, т.е. Макропараметры и универсальная газовая постоянная.