Газовые законы.

Газовые законы установлены в 17 веке экспериментально. Однако, их можно получить, используя уравнение Менделеева - Клапейрона.

Закон Бойля-Мариотта.Для данногоколичества вещества рассмотрим изотермический процесс, то есть процесс, протекающий без изменения температуры (Т= const). Используя уравнение (2.6) или (2.7), получим уравнение изотермы, выраженное через давление и объём газа:

(2.7)

или (2.7’)

Для данного количества вещества при изотермическом процессе произведение давления на объём есть величина постоянная.

Для построения диаграммы Р(V) выразим давление через объем .

Зависимость между давлением и объёмом – обратно пропорциональная, графически представлена гиперболой на рис.2.3 а. Температурные зависимости давления и объёма представлены на рис.2.3 б и в, соответственно.

Закон Гей-Люссака. Для данного количества вещества рассмотрим изобарический процесс, то есть процесс, протекающий без изменения давления

(Р = const). Используя уравнение (2.6) или (2.7), получим уравнение изобары, выраженное через температуру и объём:

, (2.8)

через параметры начального и конечного состояния или .

 

Для данного количества вещества при изобарическом процессе отношение объёма к температуре (или наоборот) есть постоянная величина.

Изобарический закон можно записать и в виде: . Здесь V0 - объём газа при t=00C, t- температура в 0С, a - термический коэффициент объемного расширения; . Для идеального газа ,, но , тогда - термический коэффициент объёмного расширения идеального газа равен величине, обратной температуры. Изображение этого процесса приведено на рис. 2.4.

Закон Шарля. Для данного количества вещества рассмотрим изохорический процесс, то есть процесс, протекающий без изменения объёма (V = const). Используя уравнение (2.6) или (2.7), получим уравнение изохоры, выраженное через температуру и давление газа:

, (2.9)

 
 

через параметры начального и конечного состояния или .