La dépendance de la pression du gaz parfait sur la température. Volume de cette masse de gaz à la pression constante proportionnelle à la température absolue

Puisque avec un processus isobarique p constamment, puis après une réduction de la formule P

V 1 / t 1 \u003d V 2 / t 2,

V 1 / V 2 \u003d T 1 / T 2.

La formule est une expression mathématique de la loi de gay-loursak: à un poids constant du gaz et une pression constante, le volume de gaz est directement proportionnel à sa température absolue.

Processus isothermique

Le processus dans un gaz survenant à une température constante est appelé isothermique. Le processus isothermique à Gaza a été étudié par la rivière Scientifique anglaise et le scientifique français E. Mariot. Une connexion établie par une emphase est obtenue directement à partir de la formule en réduisant T:

p 1 V 1 \u003d P 2 V 2,

p 1 / P 2 \u003d V 1 / V 2.

La formule est une expression mathématique loi bouillir - Mariot: Avec un poids constant du gaz et de la température constante, la pression de gaz est inversement proportionnelle à son volume. En d'autres termes, dans ces conditions, le produit du volume de gaz à la pression appropriée est la valeur de la permanente:

Le graphique de la dépendance P de V avec un processus isothermique dans le gaz est une hyperbole et s'appelle isothermique. La figure 3 montre des isothermes pour la même masse de gaz, mais à différentes températures de T. avec un procédé isotherme, la densité de gaz varie directement à la pression:

ρ 1 / ρ 2 \u003d p 1 / p 2

La dépendance de la pression de gaz sur la température à un volume constant

Considérez comment la pression de gaz sur la température dépend lorsque sa masse et sa volume restent constantes. Prenez un navire fermé avec du gaz et, nous allons le chauffer (figure 4). La température du gaz T doit être déterminée à l'aide d'un thermomètre et de la jauge de pression de pression M.

Tout d'abord, placez le vaisseau dans la neige fondu et la pression de gaz à 0 0 avec des dénottes P 0, puis nous chaufferons progressivement le vaisseau extérieur et écrivez les valeurs de P et T pour le gaz.

Il s'avère que le graphique de dépendance P et T, construit sur la base d'une telle expérience, a l'apparence d'une ligne droite (Figure 5).

Si vous continuez ce calendrier à gauche, il traversera l'axe Abscissa au point A, correspondant à la pression de gaz zéro. De la similitude des triangles de la figure 5, et vous pouvez écrire:

P 0 / OA \u003d ΔP / ΔT,

l / OA \u003d ΔP / (P 0 ΔT).

Si vous désignez le L / OA après α, alors nous obtenons

α \u003d ΔP // (p 0 ΔT),

Δp \u003d α p 0 Δt.

En un sens, le ratio de proportionnalité α dans les expériences décrites devrait exprimer la dépendance de la pression de gaz de son genre.

Valeur γ, La dépendance de la pression de gaz change de son genre dans le processus de changement de température à un volume constant et le poids constant du gaz est appelé coefficient de température de pression. Le coefficient de température de pression indique la partie de la pression de gaz, prise à 0 ° C, les modifications lorsqu'elles sont chauffées de 1 0 C. Retirez l'unité de coefficient de température α en C:

α \u003d l πa / (l πa * l 0 c) \u003d l 0 c -1

Dans ce cas, la longueur du segment OA est obtenue égale à 273 0 C. Ainsi, pour tous les cas, la température à laquelle la pression de gaz doit se transformer en zéro, de même est égale à - 273 0 C et le coefficient de température α \u003d 1 / oa \u003d (1/273) 0 S -1.

Lors de la résolution des problèmes, utilisez généralement une valeur approximative α égale à α \u003d 1 / oa \u003d (1/273) 0 S -1. Dans les expériences, la valeur de α a été déterminée par le physicien français J. Charl, qui en 1787. J'ai installé la loi suivante: le coefficient de pression de température ne dépend pas du genre du gaz et est égal à (1 / 273,15) 0 S -1. Notez que cela n'est vrai que pour les gaz ayant une petite densité et avec de petits changements de température; À des pressions élevées ou à des températures basses, α dépend du genre GENUS. Obéit avec précision la loi de Charles uniquement le gaz parfait. Nous découvrons comment déterminer la pression de tout gaz P, à une température arbitraire T.

Substituer ces valeurs ΔP et ΔT dans la formule, nous obtenons

p 1 -p 0 \u003d αp 0 t,

p 1 \u003d P 0 (1 + αT).

Depuis ~ 273 0 S, lors de la résolution des tâches, la formule peut être utilisée comme suit:

p 1 \u003d p 0

Une loi combinée de gaz s'applique à toute iSoprocessie, en tenant compte du fait que l'un des paramètres reste constant. Sous le processus isochorique, le volume de V reste permanent, la formule après la réduction de V prend la forme

Les propriétés physiques des gaz et les lois de l'état de gaz réside dans la théorie des gaz moléculaires des gaz. La plupart des lois de la condition de gaz ont été dérivées pour le gaz parfait, dont les forces moléculaires sont égales à zéro et le volume de molécules elles-mêmes est infiniment faible par rapport au volume de l'espace intermoléculaire.

Les molécules de gaz réelles en plus de l'énergie du mouvement droit ont l'énergie de rotation et d'oscillations. Ils occupent un peu de volume, c'est-à-dire qu'ils ont des tailles finies. Les lois pour les gaz réels sont quelque peu différentes des lois pour les gaz idéaux. Cette écart est plus grande, plus la pression des gaz et de la température est élevée, elle est prise en compte dans les équations appropriées du coefficient de correction de compressibilité.

Lorsque vous transportez des gaz sur des pipelines haute pression, le coefficient de compressibilité revêt une grande importance.

Aux pressions de gaz dans les réseaux de gaz jusqu'à 1 MPA, les lois de l'état de gaz pour le gaz parfait reflètent les propriétés du gaz naturel. À des pressions plus élevées ou à des températures basses, des équations prenant en compte le volume occupé par des molécules et la force d'interaction entre eux sont utilisées ou administrées à des équations pour les coefficients de correction de gaz idéaux - coefficients de compressibilité au gaz.

Law widy - Mariotta.

De nombreuses expériences ont révélé que si vous prenez une certaine quantité de gaz et l'exposez avec différentes pressions, le volume de ce gaz changera inversement proportionnellement à la valeur de pression. Cette relation entre la pression et le volume de gaz à une température constante est exprimée par la formule suivante:

p 1 / p 2 \u003d V 2 / V 1, ou V 2 \u003d P 1 V 1 / P 2,

où p 1 et V 1. - volume initial de pression absolue et de gaz; p 2. et V. 2 - Volume de pression et de gaz après le changement.

De cette formule, vous pouvez obtenir l'expression mathématique suivante:

V 2 p 2 \u003d V 1 p 1 \u003d const.

C'est-à-dire que le produit de la quantité de gaz par la quantité de gaz correspondant à ce volume sera une valeur constante à une température constante. Cette loi a une application pratique dans la ferme de gaz. Il vous permet de déterminer le volume de gaz avec une modification de sa pression et de sa pression de gaz lorsque celle-ci modifie son volume, à condition que la température du gaz reste constante. Plus il est grand à une température constante, le volume de gaz augmente, moins sa densité devient de la densité.

La dépendance entre le volume et la densité est exprimée par la formule:

V 1./V 2 \u003d. ρ 2 /ρ 1 ,

où V 1. et V 2. - volumes de gaz; ρ 1 et ρ 2 - Densités de gaz correspondant à ces volumes.

Si le rapport des volumes de gaz est remplacé par l'attitude de leurs densités, vous pouvez obtenir:

ρ 2 / ρ 1 \u003d p 2 / p 1 ou ρ 2 \u003d p 2 ρ 1 / p 1.

On peut conclure qu'à la même température de la densité de la température, la pression est directement proportionnelle aux pressions sous lesquelles ces gaz sont localisés, c'est-à-dire que la densité de gaz (à une température constante) sera plus la plus grande pression.

Exemple. Volume de gaz à une pression de 760 mm Hg. De l'art. et 0 ° C est de 300 m 3. Quel volume prendra ce gaz à une pression de 1520 mm Hg. De l'art. Et à la même température?

760 mm RT. De l'art. \u003d 101329 PA \u003d 101,3 kPa;

1520 mm RT. De l'art. \u003d 202658 PA \u003d 202,6 kPa.

Substituer les valeurs définies V., p 1., p 2. Dans la formule, nous obtenons, m 3:

V 2.= 101, 3-300/202,6 = 150.

Droit gay loursak.

À une pression constante avec une augmentation de la température, le volume des gaz augmente et lorsque la température diminue, les volumes de la même quantité de gaz à pression constante sont directement proportionnels à leurs températures absolues. Mathématiquement, cette dépendance entre le volume et la température du gaz à pression constante est écrite comme suit:

V 2 / v 1 \u003d t 2 / t 1

où v est le volume de gaz; T - température absolue.

Il découle de la formule que si une certaine quantité de gaz est chauffée à une pression constante, elle changera de manière autant de fois, combien de fois sa température absolue change.

Il a été établi que lorsque le gaz est chauffé à 1 ° C à une pression constante, son volume augmente à une valeur constante de 1/273,2 du volume d'origine. Cette valeur est appelée le coefficient d'expansion thermique et est indiquée par p. Compte tenu de cela, la loi gay-loursak peut être formulée comme suit: le volume de cette masse de gaz à pression constante est une fonction de température linéaire:

V t \u003d v 0 (1 + βt ou v t \u003d V 0 T / 273.

LOI CHARLES.

Avec un volume constant, la pression absolue de la quantité de gaz inchangée est directement proportionnelle à ses températures absolues. La loi Charles est exprimée par la formule suivante:

p 2 / p 1 \u003d t 2 / t 1 ou p 2 \u003d p 1 t 2 / t 1

où p 1. et p 2. - pression absolue; T 1. et T 2. - Températures de gaz absolues.

À partir de la formule, on peut conclure que, avec un volume constant, la pression de gaz pendant le chauffage augmente autant de fois que sa température absolue augmente.

Annotation: Présentation traditionnelle du sujet, complétée par une démonstration sur un modèle informatique.

Parmi les trois états globaux de la substance, un état gazeux est le plus simple. Dans les gaz de force agissant entre les molécules, les petites et sous certaines conditions, elles peuvent être négligées.

Le gaz est appelé parfait , si un:

Peut être négligé avec des dimensions de molécules, c'est-à-dire peut être considéré comme des molécules avec des points matériels;

Il est possible de négliger l'interaction des molécules (l'énergie potentielle de l'interaction des molécules est beaucoup moins que leur énergie cinétique);

Les coups de molécules les uns avec les autres et avec les murs du navire peuvent être considérés comme absolument élastiques.

Les gaz réels sont proches de propriétés à l'idéal lorsque:

Conditions proches des conditions normales (T \u003d 0 0 C, P \u003d 1,03 · 10 5 Pa);

À des températures élevées.

Les lois soumises au comportement des gaz idéal ont été ouvertes par expérimentalement depuis longtemps. Donc, la loi de Boyl - Mariotta a été installée au 17ème siècle. Donnons le libellé de ces lois.

Law widy - Mariotta. Laisser le gaz dans des conditions lorsque sa température est supportée par constante (ces conditions sont appelées isothermique ). Pour cette masse de gaz, le produit de la pression sur le volume est la magnitude de la constante:

Cette formule est appelée isotherme d'équation. Une dépendance graphique P de V pour différentes températures est illustrée sur la figure.

Pression de la propriété de la propriété pour changer le volume est appelée compressibilité. Si le changement de volume se produit à T \u003d const, la compressibilité est caractérisée par coefficient de compressibilité isotherme qui est défini comme un changement relatif du volume provoquant une modification de pression par unité.

Pour un gaz parfait, il est facile de calculer sa valeur. De l'équation isotherme, nous obtenons:

Le signe moins indique qu'avec une augmentation du volume, la pression diminue. Ainsi, le coefficient isothermique de compressibilité du gaz idéal est égal à la valeur inverse de sa pression. Avec la croissance de la pression, il diminue, car Plus la pression est grande, moins les possibilités de gaz pour une compression supplémentaire.

Droit gay - Loursak. Laisser le gaz dans des conditions lorsque sa pression est supportée (ces conditions sont appelées isobare ). Ils peuvent être effectués si vous placez du gaz dans un cylindre fermé par un piston en mouvement. Ensuite, la variation de la température du gaz conduira au mouvement du piston et changera le volume. La pression du gaz restera constante. Dans le même temps, pour cette masse du gaz, son volume sera proportionnel à la température:

où v 0 est le volume à une température T \u003d 0 0 C, - coefficient d'expansion du volume des gaz. Il peut être représenté sous la forme similaire au coefficient de compressibilité:

Une dépendance graphique V de T pour différentes pressions est illustrée sur la figure.

Aller à la température de l'échelle de Celsius à des températures absolues, la loi de gay - Lussa peut être écrite sous la forme:

LOI CHARLES. Si le gaz est dans des conditions lorsque son volume reste permanent ( isochorique Conditions), pour cette masse de gaz, la pression sera proportionnelle à la température:

où p 0 est la pression à une température T \u003d 0 0 C, - coefficient de pression. Il montre une augmentation relative de la pression de gaz lorsqu'elle est chauffée de 1 0:

La loi Charles peut également être écrite comme suit:

Avogadro Law: Une mole de tout gaz idéal à la même température et la même pression prend le même volume. Dans des conditions normales (T \u003d 0 0 C, P \u003d 1.03 · 10 5 Pa), ce volume est M -3 / mol.

Le nombre de particules contenues dans une mole de diverses substances, appelée. permanent avhicadro :

Il est facile de calculer le nombre n 0 des particules dans 1 m 3 dans des conditions normales:

Ce numéro est appelé nombre de cavaliers.

L'acte de Dalton: La pression du mélange de gaz idéal est égale à la quantité de pressions partielles des gaz inclus, c'est-à-dire

où - pression partielle - Des pressions qui auraient les composants du mélange si chacun d'entre eux occupait le volume égal au volume du mélange à la même température.

KlaPairone - Equation Mendeleev. Des lois du gaz parfait, vous pouvez obtenir Équation de statut Liant T, P et V Gaz idéal dans l'état d'équilibre. Cette équation a d'abord été obtenue par le physicien français et un ingénieur B. KlaPairon et des scientifiques russes D.I. Mendeleev, alors porte leur nom.

Laissez une certaine masse de gaz prend du volume V 1, a une pression P 1 et est à des températures T 1. La même masse de gaz dans un autre état se caractérise par des paramètres V 2, P 2, T 2 (voir la figure). Une transition de l'état 1 à l'état 2 est effectuée sous forme de deux procédés: isothermique (1 - 1 ") et isochorique (1" - 2).

Pour ces processus, vous pouvez enregistrer les lois d'ébullition - Mariotta et Gay - Loursak:

À l'exclusion des équations p 1, nous obtenons

Étant donné que les États 1 et 2 ont été sélectionnés arbitrairement, la dernière équation peut être écrite comme suit:

Cette équation est appelée Équation de klapairone Dans lequel B est constant, varié pour différents gaz de masse.

MENDELEEV a combiné l'équation de Klapairone avec la loi d'Avogadro. Selon la loi Avogadro, 1 mole de tout gaz idéal avec le même P et T prend le même volume V m, de sorte que la valeur permanente sera la même pour tous les gaz. Cette constante commune pour tous les gaz est désignée par R et appelée constante du gaz universel. Puis

Cette équation est l'égalisation de l'état du gaz idéal qui est également appelé nom klapairone - Équation Mendeleev .

La valeur numérique de la constante de gaz universelle peut être déterminée en substituant les valeurs de P, T et V m à l'équation de Klapairone dans des conditions normales:

L'équation de Klapairone - Mendeleev peut être enregistrée pour toute masse de gaz. Pour ce faire, nous rappelons que le volume de masse de gaz m est associé au volume d'une formule de prière V \u003d (m / m) v m, où m - masse molaire de Gaza. Ensuite, l'équation de Klapairone - Mendeleev pour la masse de gaz m sera considérée comme:

où est le nombre de taupes.

Souvent l'équation de l'état de gaz parfaite est enregistrée à travers boltzmanna permanent :

Basé sur cela, l'équation d'état peut être représentée comme

où est la concentration de molécules. À partir de la dernière équation, on peut voir que la pression du gaz idéal est directement proportionnelle à sa température et à sa concentration de molécules.

Petite manifestation Lois du gaz parfait. Après avoir appuyé sur le bouton "Commençons" Vous verrez des commentaires menant à ce qui se passe sur l'écran (noir) et une description des actions de l'ordinateur après avoir appuyé sur vous. "Plus loin" (Marron). Lorsque l'ordinateur est "occupé" (c'est-à-dire que l'expérience est entrée) Ce bouton n'est pas actif. Allez à la trame suivante, seul un résultat complet obtenu dans l'expérience en cours. (Si votre perception ne coïncide pas avec les commentaires du maître, écrivez!)

Vous pouvez vous assurer que les lois du gaz parfait sur l'existant

introduction

L'état du gaz idéal est entièrement décrit par les valeurs mesurées: pression, température, volume. La relation entre ces trois valeurs est déterminée par la loi principale du gaz:

but du travail

Vérifiez la loi de Boyl Mariotta.

Tâches résolues

Mesure de la pression d'air dans la seringue lors du changement du volume considérant que la température du gaz est constante.

Installation expérimentale

Instruments et accessoires

Manomètre

Pompe à vide manuelle

Dans cette expérience, la loi de Boyl - Mariotta est confirmée par l'installation illustrée à la figure 1. Le volume d'air dans la seringue est déterminé comme suit:

lorsque la pression atmosphérique P 0, la pression mesurée à l'aide d'une jauge de pression.

Procédure pour effectuer des travaux

Installez le piston de seringue à 50 ml.

Placez serré sur l'extrémité libre du tuyau de connexion de la pompe à vide faite à la main sur la sortie de la seringue.

Après avoir intervenu le piston, augmentez le volume d'une étape de 5 ml, fixez le témoignage de la machine à l'échelle noire.

Pour déterminer la pression sous le piston, il est nécessaire de soustraire le témoignage du monomètre exprimé à Pascal de la pression atmosphérique. La pression atmosphérique est d'environ 1 bar, ce qui correspond à 100 000 Pa.

Pour le traitement des résultats de la mesure, la disponibilité de l'air dans le tuyau de connexion doit être prise en compte. Pour ce faire, mesurer calculer le volume du tuyau de connexion, mesurant la longueur du tuyau avec une roulette et le diamètre de l'étrier de tuyau, étant donné que l'épaisseur de la paroi est de 1,5 mm.

Construire un graphique de la dépendance mesurée de l'air de la pression.

Calculez la dépendance du volume de la pression à une température constante en fonction de la loi de la chaudière de Mariott et de construire un horaire.

Comparer les dépendances théoriques et expérimentales.

2133. Dépendance de la pression de gaz sur la température à un volume constant (loi Charles)

introduction

Considérez la dépendance de la pression de gaz sur la température sous l'état du volume constant d'une certaine masse du gaz. Ces études ont été publiées pour la première fois en 1787 par Jacques Alexander Cesar Chalf (1746-1823). Le gaz a été chauffé dans un grand ballon relié à une jauge de pression de mercure sous forme de tube incurvé étroit. Négliger une augmentation insignifiante du volume du ballon lorsqu'il est chauffé et un changement mineur dans le volume lorsque le mercure est déplacé dans une manomètre étroite. Ainsi, le volume de gaz peut être considéré comme inchangé. Eau chauffée dans un récipient entourant le ballon, mesuré la température du gaz thermomètre T.et la pression correspondante r- sur le manomètre. Remplir avec un navire avec de la glace de fusion, la pression a été déterminée r à propos de et la température appropriée T. à propos de . Il a été trouvé que si à 0  avec pression r à propos de , puis lorsqu'il est chauffé par 1  avec l'incrément de pression sera dans  r à propos de . Les valeurs de la même valeur (plus précisément, presque la même chose) pour tous les gaz, à savoir 1/273  C -1. Perforez le coefficient de température de pression.

La Loi Charles vous permet de calculer la pression du gaz à n'importe quelle température, si sa pression est connue à une température de 0  C. Laissez la pression de cette masse du gaz à 0  CV p. o. et la pression du même gaz à des températures t.p.. La température varie selon t.et changements de pression à  r à propos de t.puis pression régalement:

À très basses températures, lorsque le gaz s'approche de l'état de la liquéfaction, ainsi que dans le cas de gaz hautement comprimés, la loi Charles n'est pas applicable. La coïncidence des coefficients de i, incluse dans la loi de Charles et la loi de Gay-Loursak, pas par hasard. Étant donné que les gaz sont subordonnés à la loi de Boyle - Mariott à une température constante, même pour être égaux à l'autre.

Nous substituons la valeur du coefficient de température  dans la formule de dépendance de la température de la pression:

Ordre de grandeur ( 273+ t.) Il est possible de déterminer comment la valeur de la température comptée le long de la nouvelle échelle de température, dont l'unité est identique à celle de la balance Celsius, et pour zéro, la pose de point sur 273  sous le point adoptée pour une échelle zéro Celsius, c'est-à-dire de la glace points de fusion. Zéro de cette nouvelle échelle est appelée zéro absolu. Cette nouvelle échelle s'appelle une échelle thermodynamique de températures, où T. t.+273  .

Ensuite, à un volume constant, la loi de Challa est juste:

but du travail

Vérifiez la loi Charles

Tâches résolues

Détermination de la dépendance de la pression de gaz sur la température à un volume constant

Détermination de l'échelle de température absolue par extrapolation vers des températures basses

Technique de sécurité

ATTENTION: Le verre est utilisé en fonctionnement.

Être extrêmement précis lorsque vous travaillez avec un thermomètre à gaz; Navire de verre et tasse à mesurer.

Être extrêmement attentif lorsque vous travaillez avec de l'eau chaude.

Installation expérimentale

Instruments et accessoires

Thermomètre à gaz

Mobile Cassy Lab.

Thermocouple

Tuile chauffante électrique

Verre de mesure de verre

Navire de verre

Pompe à vide manuelle

Lorsque l'air pompage à la température ambiante avec une pompe manuelle, une pression sur l'air P0 +  sera créée, où r 0 - Pression externe. Une goutte de mercure met également une pression sur le pôle d'air:

Dans cette expérience, cette loi est confirmée à l'aide d'un thermomètre à gaz. Le thermomètre est placé dans de l'eau avec une température d'environ 90 ° C et ce système est gradué progressivement. Pompage de l'air du thermomètre à gaz à l'aide d'une pompe à vide faite à la main, maintenez un volume d'air constant lors du refroidissement.

Procédure pour effectuer des travaux

Ouvrez la prise de thermomètre à gaz, connectez une pompe à vide manuelle au thermomètre.

Tournez soigneusement le thermomètre comme indiqué à gauche à la Fig. 2 et pomper l'air de celui-ci en utilisant la pompe de sorte que la goutte de mercure soit au point A) (voir Fig. 2).

Après la goutte de mercure recueillie au point A), tournez le thermomètre avec un trou à l'étage et abaissez la poignée de l'air fanée) sur la pompe (voir fig. 2) Attention au mercure, il n'a pas été divisé en plusieurs gouttelettes.

Chauffer de l'eau dans un récipient en verre sur une tuile jusqu'à 90 ° C.

Versez de l'eau chaude dans un récipient en verre.

Placez un thermomètre à gaz dans le vaisseau, consolidez-le sur un trépied.

Placez le thermocouple dans de l'eau, ce système est graduellement refroidi. Pompez l'air du thermomètre à gaz à l'aide d'une nanos à vide manuelle, prenez en charge le volume constant de la colonne d'air pendant tout le processus de refroidissement.

Fixer une lecture de jauge de pression  ret température T..

Construire la dépendance de la pression totale du gaz p. 0 +p.+p. HG sur la température d'environ S.

Continuez l'horaire à l'intersection avec l'axe Abscissa. Déterminez la température d'intersection, expliquez les résultats obtenus.

Par angle d'inclinaison tangent, déterminez le coefficient de température.

Calculez la dépendance de la pression de la température à un volume constant par la loi craie et construisez une horaire. Comparer les dépendances théoriques et expérimentales.

Nous veillons à ce que les molécules de gaz soient très bien situées assez loin les unes des autres, et les gaz sont donc bien comprimés. Seringue de temps et positionner son piston approximativement au milieu du cylindre. Le trou de la seringue est relié au tube, dont la seconde extrémité est fermée. Ainsi, une partie de l'air sera emprisonnée dans le cylindre de seringue sous le piston et dans le tube. Le cylindre sous le piston est une certaine quantité d'air. Maintenant, nous mettons une charge de voiture sur le piston mobile. Il est facile de voir que le piston tombe un peu. Cela signifie que le volume d'air a diminué en d'autres termes, les gaz sont facilement compressés. Ainsi, il y a de grandes lacunes entre les molécules de gaz. La chambre de la chambre sur le piston provoque une diminution du volume de gaz. D'autre part, après avoir installé la cargaison, le piston, qui tombe légèrement, s'arrête dans la nouvelle position de l'équilibre. Cela signifie que force de pression atmosphérique sur le piston Augmente et a de nouveau sauvegardé le poids accru du piston avec une cargaison. Et comme la zone de piston reste en même temps inchangée, nous arrivons à une conclusion importante.

Avec une diminution du volume de gaz, sa pression augmente.

Nous nous souviendrons de la façon dont la masse du gaz et sa température pendant l'expérience est restée inchangée. Il est possible d'expliquer la dépendance de la pression du volume comme suit. Avec une augmentation du volume de gaz, la distance entre ses molécules augmente. Chaque molécule doit maintenant passer à travers une plus grande distance d'un coup du mur du navire à un autre. La vitesse moyenne de mouvement des molécules reste inchangée. Et au contraire, avec une diminution du volume de gaz, sa molécule est plus susceptible de frapper la paroi du vaisseau et la pression de gaz augmente. Avec une diminution du volume de gaz, la distance entre ses molécules est réduite

La dépendance de la pression de gaz sur la température

Dans les expériences précédentes, la température du gaz est restée inchangée et nous avons étudié le changement de pression en raison de changements dans le volume de gaz. Considérons maintenant le cas lorsque le volume de gaz reste constant et que la température du gaz change. La masse est également inchangée. Vous pouvez créer de telles conditions en plaçant un certain nombre de gaz dans un cylindre avec un piston et en consolidant le piston

Changer la température de cette masse de gaz avec un volume constant

Plus la température est élevée, plus les molécules de gaz sont plus rapides.

Par conséquent

Premièrement, les molécules du mur de navire se produisent plus souvent;

Deuxièmement, la force d'impact moyenne de chaque molécule autour du mur devient plus grande. Cela nous conduit à une autre conclusion importante. Avec une augmentation de la température de gaz, sa pression augmente. Nous nous rappellerons que cette affirmation est vraie si la masse et le volume de gaz pendant le changement de sa température restent inchangés.

Stockage et transport de gaz.

La dépendance de la pression de gaz de volume et de température est souvent utilisée dans la technique et dans la vie quotidienne. Si vous devez porter une quantité importante d'essence d'un endroit à un autre, ou lorsque les gaz doivent être conservés pendant une longue période, ils sont placés dans des vaisseaux métalliques solides spéciaux. Ces navires subsistent à haute pression, ainsi avec l'aide de pompes spéciales, vous pouvez télécharger des masses de gaz importantes, ce qui, dans des conditions normales, des centaines de fois plus qu'un volume plus important. Étant donné que la pression des gaz dans les cylindres, même à la température ambiante est très grande, ils ne seront ni chauffés de quelque manière que ce soit d'essayer de faire un trou même après une utilisation.

Lois sur le gaz de la physique.

La physique du monde réel dans les calculs est souvent réduite à plusieurs modèles simplifiés. La telle approche la plus appliquée de la description du comportement des gaz. Les règles établies par la manière expérimentale ont été réduites par divers chercheurs de la législation du gaz de la physique et servaient d'apparence du concept d'isoprocession. C'est le passage de l'expérience dans laquelle un paramètre conserve une valeur constante. Les lois sur les gaz de physique fonctionnent avec les principaux paramètres du gaz, plus précisément de sa condition physique. La température occupée par le volume et la pression. Tous les processus qui font référence à un changement d'un ou plusieurs paramètres sont appelés thermodynamiques. Le concept du processus isostatique est réduit à la déclaration selon laquelle, lors de tout changement d'état, l'un des paramètres reste inchangé. C'est le comportement du dit "gaz idéal", qui, avec certaines réservations, peut être appliqué à la substance réelle. Comme indiqué ci-dessus, en réalité, tout est un peu plus compliqué. Toutefois, avec une fiabilité élevée, le comportement du gaz à une température constante est caractérisé par la loi de la loi Mariott, qui dit:

Le produit de la pression de gaz est une valeur permanente. Cette déclaration est considérée comme correcte dans le cas où la température ne change pas.

Ce processus s'appelle "isothermique". Dans ce cas, deux des trois paramètres étudiés changent. Physiquement, tout a l'air simple. Presser la balle gonflée. La température peut être considérée comme inchangée. Et en conséquence, la pression augmentera la pression lorsque le volume diminue. L'ampleur du travail de deux paramètres restera inchangée. Connaissant la valeur initiale d'au moins une d'entre elles, vous pouvez facilement connaître les deuxième indicateurs. Une autre règle de la liste des «lois sur le gaz de physique» est une modification du volume de gaz et de sa température à la même pression. Ceci s'appelle «processus isobarique» et est décrit à l'aide de la loi gay Lusaka. Le rapport de volume et de température du gaz est invariablement. Cela est vrai sous la condition d'une valeur de pression constante dans cette masse de la substance. Physiquement, tout est simple. Si au moins une fois qu'ils ont chargé le briquet de gaz ou utilisaient un extincteur de dioxyde de carbone, ils ont vu l'action de cette loi "Virgin". Le gaz sortant de la cartouche ou de l'extincteur est en expansion rapide. Sa température tombe fortement. Vous pouvez fronçonner la peau des mains. Dans le cas d'un extincteur, des flocons de neige entiers de dioxyde de carbone sont formés lorsque le gaz sous l'influence d'une basse température se transforme rapidement en un état solide de gazeux. Grâce à la loi de Gay-Lusaka, vous pouvez facilement trouver la température de gaz, en sachant son volume à tout moment. Les lois sur les gaz de physique décrivent et comportent le comportement sous l'état du volume cohérent occupé. Ce processus s'appelle isoormal et décrit par la loi Charles, qui dit: Avec un volume cohérent occupé, le rapport de pression à la température du gaz reste inchangé à tout moment.En réalité, tout le monde connaît la règle: il est impossible de chauffer les éclaboussures des assainisseurs d'air et d'autres navires contenant du gaz sous pression. Le cas se termine par une explosion. C'est exactement ce que décrit la Loi Charles. La température grandit. Dans le même temps, la pression augmente, car le volume ne change pas. Il y a une destruction de la bouteille au moment où les indicateurs dépassent la personne admissible. Donc, connaître le volume occupé et l'un des paramètres, vous pouvez facilement définir la valeur de la seconde. Bien que les lois gazeuses de la physique décrivent le comportement d'un certain modèle idéal, ils peuvent être facilement appliqués pour prédire le comportement des gaz dans des systèmes réels. Surtout dans la vie quotidienne, les articles peuvent facilement expliquer comment fonctionne le réfrigérateur, pourquoi un jet d'air froid quitte le pulvérisateur de l'assainisseur, à cause de laquelle la caméra ou la balle est rafale, comment le pulvérisateur fonctionne et ainsi de suite.

Principes de base du MTT.

Théorie cinétique moléculaire de la substance- Méthode d'explication phénomènes de chaleurqui lie le flux de phénomènes thermiques et de processus avec les particularités de la structure interne de la substance et étudie les causes qui causent des mouvements de chaleur. Cette théorie n'a été reconnue que dans le XXe siècle, bien qu'elle provienne d'un ancien enseignement atomique grec sur la structure de la substance.

Explique les phénomènes thermiques avec les particularités du mouvement et de l'interaction des microparticules de la substance

Sur la base des lois de la mécanique classique I. Newton, qui permettent de tirer l'équation de mouvements de microparticules. Néanmoins, dans le cadre de leurs énormes quantités (en 1 cm 3 de la substance, il y a environ 10 23 molécules) est impossible chaque seconde à l'aide des lois de la mécanique classique de décrire de manière unique le mouvement de chaque molécule ou de chaque atome. Par conséquent, des méthodes de statistiques mathématiques sont utilisées pour construire la théorie moderne de la chaleur, qui expliquent le flux de phénomènes thermiques sur la base des modèles de comportement d'un nombre important de microparticules.

Théorie cinétique moléculaire Construit sur la base d'équations généralisées de mouvement d'un grand nombre de molécules.

Théorie cinétique moléculaire Explique des phénomènes thermiques du point de vue des idées sur la structure intérieure de la substance, c'est-à-dire qu'il s'avère sa nature. C'est une théorie plus profonde, bien que une théorie plus complexe, qui explique l'essence des phénomènes thermiques et provoque les lois de la thermodynamique.

Les deux approches existantes - approche thermodynamique et théorie cinétique moléculaire - Scientifiquement prouvé et se compléter mutuellement et ne se contredit pas. À cet égard, l'étude des phénomènes de chaleur et des processus est généralement considérée comme des positions ou de la physique moléculaire, ou de la thermodynamique, en fonction de la manière dont il est plus facile d'énoncer le matériau.

Les approches thermodynamiques et cinétiques moléculaires se complètent mutuellement lorsqu'ils expliquent phénomènes de chaleur et procédés.