+7 (727) 344 95 95
Толық ҰБТ тапсыру
Қазақша

iTest қолданбасын жүктеп алу

Мектеп емтихандарына ыңғайлырақ форматта дайындалыңыз

logo-device logotype logotype-float

Идеал газ күйінің теңдеуі. Газ заңдары
Алдыңғы конспект Келесі конспект
Конспект

Идеал газ - молекулалар арасындағы өзара әсерлесу ескерілмейтін реал газдың физикалық моделі.

 

Идеал газдардың негізгі қасиеттері:

\(a)\) Молекулалар – материалды нүктелер (абсолют серпімді шарлар)

\(ә)\) Молекулалар қозғалысы Ньютон заңдарына бағынады

\(б)\)Молекулалар арасында өзара әсер жоқ \((E_p=0;E_k\neq0)\)

\(в)\) Молекулалар хаосты қозғалыста

\(г)\) Қарастырылып отырған ең аз көлемде бөлшектер (молекулалар) саны көп мөлшерде болады. Авогадро санымен салыстырылады

 

Идеал газдың жайын \(MKT\) тұрғысынан үш макроскопиялық шамалардың \((P,V,T)\) арасындағы байланысты қарастыратын теңдеу - идеал газ күйінің теңдеуі деп аталады.

Бұл теңдеуді орыс ғалымы Д.И. Менделеев қорытып шығарды.

 

\(\left. \begin{matrix} \ \ \ \ P=nkT\\ n=\frac NV\\ \ \ \ \ \ N=\frac mMN_a \end{matrix} \right\}P=\frac{m\cdot N_a}{M\cdot V}kT\) \(\boxed{PV=\frac mMRT}\)-

идеал газ күйінің

теңдеуі

 

Идеал газ күйінің теңдеуі (Менделеев-Клапейрон) газ күйін сипаттайтын

негізгі шамалар қысым \((P)\), көлем \((V)\) және температура \((T)\) арасындағы

байланысты тағайындайды.

 

 

Универсал газ

тұрақтысы

 \(\boxed{R=8,31\frac{Дж}{К\cdot моль}}\) \(\boxed{R=N_ak}\)

 

Газ күйінің өзгеруі

 

\(P_1,V_1,T_1\) – бастапқы қалыпта

\(P_2,V_2,T_2\) – соңғы қалыпта

 \(\boxed{\frac{P_1V_1}{P_2V_2}=\frac{T_1}{T_2}}\)

- Менделеев-Клапейрон теңдеуі

 

 

Суреттегі аспаптың көмегімен идеал газ күйінінің теңдеуін және газ заңдарын тәжірибе жүзінде тексеруге болады. Сығылған және сиретілген газдарды пайдалану механикаландырылынған саймандарды пайдаланбайтын қол жұмыстармен салыстырғанда, сығылған ауа негізінде жұмыс атқаратын пневматикалық құралдар (балғалар, қазық қаққыштар, бұрғылайтын және тегістейтін машиналар) еңбек өнімділігін алты еседен артық асыруға жәрдемдеседі.

 

Изопроцестер – макроскопиялық параметрлердің біреуі тұрақты болғанда қалған екеуінің арасындағы өтетін процесстер. Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екі мәні арасындағы байланысты сипаттайтын заңдарды газ заңдары деп атаймыз.

 

Изотермиялық

процесс

\(T=const\\ m=const\\ \frac{P_1}{P_2}=\frac{V_2}{V_1}\\ PV=const\\ P=\frac{const}V\\ P\sim\frac 1V\)

1667 ж. Бойль (ағылшын)

Мариотт (француз)

Бойль-Мариотт заңы

Берілген газдың, берілген мас-

сасы үшін тұрақты темпера-

турадағы қысым мен көлемнің көбейтіндісі тұрақты шам

Изотермалар
Изобаралық процесс

\(P=const\\ m=const\\ \)

\( \frac{V_1}{V_2}=\frac{T_1}{T_2}\\ \)

\(V=const\cdot T\\ V\sim T \)

1802 ж. Гей-Люссак (француз)

Гей-Люссак заңы

Газдың берілген массасының тұрақты қысымда көлемі температураға тура пропорционал (түзу сызықты байланыста)

\(\frac VT=const,\ V=\\=V_0(1+\alpha\cdot t^{\circ});\)

α– көлемдік ұлғаюдың температуралық коэффициенті.

Барлық газдар үшін\(a\approx\frac1{273}\frac 1{^{\circ}C}\)

Изобаралар

 

 

 

Изохоралы

процесс

\(V=const\\ m=const\\ \)\(\frac{P_1}{P_2}=\frac{T_1}{T_2}\\ \)

\(P=const\cdot T\\ P\sim T\)

1787 ж. Шарль (француз)

Шарль заңы

Газдың берілген массасы үшін тұрақты көлемде қысымның температураға қатынасы тұрақты шама

 

 

 



Сұрақтар

  1. Суреттерде изотермиялық процестерді көрсететін график

             

  2. Оттектің қысымы – \(106\) Па, көлемі – \(1,6\cdot 10^{-3}\) м\(^3\), массасы – \(1,6\cdot10^{-2}\) кг,  температурасықанша?

     \((M(O_2)=32\cdot 10^{-3}\) кг/моль, \(R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  3. Ыдыстағы азоттың сыйымдылығы – \(2\cdot 10^{-3}\) м\(^3\), қысымы – \(2\cdot 10^5\)Па, температурасы  – \(300^\circ C\). Азотың массасы  қанша?

     \((M(N_2)=28\cdot 10^{-3}\)  кг/моль, \(R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  4. Сутектің қысымы – \(204\) кПа, температурасы – \(170^\circ C\),  тығыздығықанша?

     \((M(H_2)=2·10^{-3}\)кг/моль, \(R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  5. Көлемі \(120\) м\(^3\)-тық бөлменің температурасы 288 К-нен 298 К-ге дейін көтерілгенде, бөлмеден шығып кететін ауа молекуласының саны мен атмосфералық қысымын тап.

    105 Па  \((k=1,38\cdot 10^{-23}\frac {Дж}К)\)

  6. \(1,4\cdot10^5\)  Па қысымдағы газы бар ыдысты көлемі \(6\) л бос ыдыспен жалғады. Осыдан кейін ыдыстарда \(10^5\) Па қысым орнады. Процесс изотермиялық. Бірінші ыдыстың көлемі

  7. Егер идеал газды \(290\) К-ге дейін изобаралы суытқанда, оның көлемі \(2\) есе азаятын болса, онда осы газдың бастапқы және соңғы температурасы

  8. \(PT\) диаграммасында үш газдың (оттек, гелий, көмірқышқыл) изохоралық қыздыру кезіндегі графиктері келтірілген. Газдың массалары мен көлемдері бірдей. Газдарға сәйкес келетін изохоралардың нөмірі \((M(O_2)=32\cdot 10^{-3}\)  кг/моль, \(M(CO_2)=44\cdot10^{-3}\) кг/моль, \(M(He)=4\cdot10^{-3}\) кг/моль\()\)

     

  9. Азоттың қысымы – \(0,1\) МПа, температурасы – \(27^{\circ}C\), тығыздығы қандай?

     \((M=28\cdot10^{-3}\) кг/моль, \(R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  10. Егер \(132^{\circ}C\) температурада қысым \(150\) кПа болса, онда жабық ыдыста \(–3^{\circ} C\) температурадағы газдың қысымы \((V= const)\)

  11. Газдарда өтетін изопроцестерді көрсет.

  12. Қалыпты жағдайда ауаның тығыздығы – \(1,29\) кг/м\(^{3}\). Ауаның молярлық массасы қандай?

    \(P_0=10^5\) Па, \(R=8,31\) Дж/К⋅моль, \(T=273\) К

  13. \(T=267K\) температурасы Цельсий шкаласы бойынша қанша температураға сәйкес келетінін тап.

  14. Газдың көлемін \(3\) есе арттырып, қысымын \(5\) есе азайту үшін осы газдың абсолюттік температурасын қанша пайызға азайту керек?

  15. Көлемі \(4\) м\(^3\) жабық ыдыста \(1,2\) кг су мен \(1,4\) кг азот бар. Егер ыдыстағы барлық су \(427^\circ C\) температурада буға айналса, осы температурада ыдыстағы қысым мен газ қоспасының молярлық массасы қандай болады?

    \(M=18\cdot10^{-3}\)кг/моль

    \(M=28\cdot10^{-3}\) кг/моль    

  16. Бойль-Мариотт заңы

  17. Спирт капиляр түтікшеде \(1,2\) см көтерілді. Түтікшенің радиусын тап \((\)\(\rho\)\(_{спирт}\)\(=800\) кг/м\(^3\), \(\sigma=2,2\cdot10^{-2}\) Н/м\()\)

     

  18. Көлемі \(2\) л болатын бір мольді атомды газдың ішкі энергиясы – \(300\) Дж. Газдың қысымы неге тең?

  19. Массасы –  \(5\) кг, молярлық массасы \(40\cdot10^{-3}\) кг/моль болатын газдың  \(500\) К температурадағы қысымы – \(150\) кПа. Газ тұрған ыдыстың көлемі қандай? \(R=8.31\) Дж / кмоль

  20. Гей-Люссак заңына қатысты формула

  21. Шарль заңына қатысты формулалар

  22. Ауаның қалыпты жағдайдағы тығыздығы – \(1,29\) кг/м\(^3\). Ауаның молярлық массасы

  23. Температурасы \(20^\circ C\) газдың қысымын \(1,5\) есе арттыру үшін оны қандай температураға дейін қыздыру керек?

Қате туралы хабарландыру