Основные газовые законы

Состояние некоторой массы m газа характеризуют основными параметрами: давлением P, температурой Т и объемом V. Эти термодинамические параметры тесно связаны. Процессы в газе, при которых меняются его параметры состояния, называются газовыми процессами. Газовые процессы, в которых один из параметров остается неизменным называются изопроцессами. Для идеальных газов справедливы следующие законы:

Закон Бойля-Мариотта. (Бойль – англ., 1662г.; Мариотт – франц., 1667г.)

Если Т = const данной массы газа (m = const), а давление P и V – объем изменяются. Процесс называется изотермическим. Для данной массы газа при постоянной температуре давление газа изменяется обратно пропорционально объему.PV = const Для двух состояний газа закон имеет вид: P₁V₁= P₂V₂, где P₁иV₁ - начальное состояние, P₂иV₂ - в конечном состоянии. Графически изотермический процесс представляется в виде гиперболы, называемой изотермой.

Р

Т = const

V, м

Законы Гей-Люссака. (1802 г.)Давление Р = const и m = const. Процесс изобарический.

Для данной массы газа при постоянном давлении объем газа изменяется линейно с температурой.

V

Р = const

V

- 273 0 t, С

V = V ( 1 + dt ),где V - объем при t = 0 С;V - объем газа при t;d – коэффициент объемного расширения; d = 1/273 град .Графически изобарический процесс представляет прямую.V/V₀= T/T₀При постоянном давлении объем газа пропорционален абсолютной температуре. ОбъемV = constиm = const. Процесс изохорический. Иногда этот закон называют закон Шарля. Для данной массы газа при постоянном объеме давление газа изменяется линейно с температурой.P = P (1 + γt ),где P - давление при t = 0 С;γ – термический коэффициент давления; γ = 1/273 град .Графически изохорический процесс представляет прямую.P/P₀ =T/T₀ «При постоянном объеме давление газа пропорционально абсолютной температуре».

Закон Дальтона (1801 г., англ.) Парциальным давлением газа, входящего в газовую смесь, называется давление, которое имел бы этот газ, если бы он один занимал весь объем, представленной смеси. Давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов.P = P¹ + P² + P³ + P⁴ + … + Pⁿ

Закон Авогадро (итал., 1811 г.)При одинаковых температуре и давлении моли любых газов занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях (температура 273,16 К и давлении 1,0133 Па) этот объем равен 22,41 м³/ моль.