Presiunea ideală a gazului

Înainte de a vorbi despre presiunea unui gaz ideal, este necesar să clarificăm conținutul conceptului de "gaz ideal". Un concept care caracterizează model matematic, O formulă universală care presupune distribuirea energie potențială și cinetică moleculele care interacționează sunt de așa natură încât magnitudinea energiei potențiale poate fi neglijată. semnificație chimico-fizică este că elasticitatea absolută așteptată a pereților vasului, care este gaz, și în plus, recunoaște neglijabile valoarea forțelor de atracție molecule de impulsuri lovind peretele vasului și unul de altul.

Această înțelegere a esenței unui gaz ideal găsește o aplicație foarte largă în domeniul rezolvării problemelor de termodinamică a gazelor.

In sensul fizic, diferite soiuri de gaz ideal: clasic, ale cărui proprietăți sunt determinate de legile mecanicii cuantice si clasice, a căror natură derivă din principiile mecanicii cuantice.

Primul care a derivat ecuația generală a fost marele fizician francez Benois Clapeyron. El a dezvoltat, de asemenea, principiile de bază ale teoriei gazului ideal, care stau la baza tuturor teoriilor moderne care studiază diferite gaze.

Punctul de plecare al acestei teorii este concluzia că presiunea unui gaz ideal este neschimbată pentru caracterul liniar al dependenței volumului său de temperatură. Este necesar să se ia în considerare anumite ipoteze condiționate:

- diametrul moleculei unui gaz ideal este mic pentru admisibilitatea neglijării magnitudinii sale;

- Momentul dintre molecule poate fi transmis doar în coliziuni, astfel încât poate fi neglijat și forță de atracție între ele;

- valoarea totală a energiei moleculelor de gaze este recunoscută ca o constantă, în absența schimbului de căldură și a lucrului pe acest gaz. În acest caz, presiunea unui gaz ideal depinde de suma valorilor impulsurilor create atunci când moleculele se ciocnesc cu pereții vasului.

În timpul existenței învățământului, mulți oameni de știință s-au angajat în studiul naturii fizico-chimice a gazelor, iar abordările din multe dintre ele nu erau identice. Acest lucru a condus la faptul că teoriile fizice ia în considerare clasificarea unui gaz ideal în ceea ce privește legile care sunt puse în baza cercetărilor sale că un fizician - gaz Fermi, gaz Bose, și altele. Astfel, în conformitate cu gaz abordare considerate echivalente satisface simultan legile și Boyle și legea Gay-Lussac lui: pV = bT, unde p - presiunea, T - temperatura absolută. Formula lui Mendeleyev oferă o imagine mai amplă a proprietăților: pV = m / M x RT, unde R este constanta gazului, M este masa molară și m este masa.

Una dintre cele mai vechi și dezvoltate învățături despre proprietățile gazelor a fost descrierea unor astfel de proprietăți ca presiunea unui gaz ideal. Dar în acest concept au existat unele deficiențe asociate cu o abordare unilaterală a cercetării. Deci, chiar prin măsurarea presiunii, nu putem să ne dăm seama de parametrii valorile medii energia cinetică a fiecăreia dintre moleculele individuale, precum și concentrația acestor molecule în vas. Prin urmare, este necesar un anumit parametru, prin intermediul căruia este posibilă rezolvarea problemei care a apărut. Fizicienii au propus temperatura ca o astfel de valoare. Această cantitate scalară în termodinamică dă o idee despre starea termică a sistemului și despre dinamica lui. Dar în teoria gazelor, temperatura este de asemenea importantă ca parametru molecular-cinetic, deoarece descrie comportamentul moleculelor de gaz într-un vas și reflectă, de asemenea, media lor energie cinetică. Această valoare se numește constanta Boltzmann.

Pentru a evita complicațiile în căutarea unei formulări de presiune matematica superioară, Este necesar să se introducă în mod artificial unele simplificări:

- forma moleculelor poate fi reprezentată ca o sferă;

- distanța dintre molecule este infinit de mare, excluzând acțiunea forțelor de atracție;

- Vom stabili viteza moleculelor la nivelul mediu;

- reprezentăm pereții vasului absolut elastici.

Din aceasta putem deduce o formulă în care presiunea gazului ideal va fi raportul dintre mărimea forței care acționează perpendicular pe peretele vasului, pe suprafața peste care această forță acționează: p = F / S.

În aceleași cazuri, atunci când simplificările noastre nu funcționează pentru a stabili modul în care se va schimba presiunea ideală a gazelor, vor trebui introduse valori suplimentare în această formulă simplă.