Физика. Идеальный газ. Закон Бойля-Мариотта. Закон Гей–Люссака. Закон Шарля. Уравнение Менделеева–Клапейрона. Примеры решения задач.

1. Идеальный газ – это газ, для которого выполнены следующие условия: 1) молекулы газа находятся друг от друга на расстояниях настолько больших, что можно пренебречь линейными размерами молекул по сравнению с этим расстояниями, т.е. можно пренебречь собственными объемами молекул; 2) между молекулами нет сил взаимодействия. Силы взаимодействия появляются только в момент столкновения, причем столкновение является абсолютно упругим. Многие газы при обычных условиях близких к идеальному газу. Идеальный газ – это газ, для которого справедливы законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля.

2. Закон Бойля-Мариотта выполняется для изотермических процессов. Изотермический (или изотермный) процесс – это процесс, идущий при постоянной температуре. Закон Бойля-Мариотта утверждает, что для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная. Математически закон Бойля-Мариотта записывается так pV = const при T = const . (Температура Т по шкале Кельвина связана с температурой t по шкале Цельсия соотношением Т=t+273.

3. Закон Гей–Люссака выполняется для изобарических (изобарных) процессов. Изобарический процесс – это процесс, при котором давление газа остается постоянным.

Закон Гей–Люссака утверждает, что объем данной массы газа при постоянном давлении меняется линейно с температурой.

Математическая формулировка этого закона V =V (1+ αt) 0 при ρ = const

4. Закон Шарля выполняется при изохорических (изохорных) процессах. Изохорический процесс – это процесс, при котором объем газа остается постоянным. Закон Шарля утверждает, что давление данной массы газа при постоянном объеме меняется линейно с температурой. Математическая формулировка этого закона ρ = ρ (1+ βt) 0 при V = const

5. К идеальному газу можно применить также объединенный закон газового состояния, который утверждает, что для данной массы газа произведение давления газа на его объем, деленное на абсолютную температуру газа, есть величина постоянная.

6. Состояние газа можно характеризовать следующими величинами, называемыми параметрами состояния: m – масса газа, ρ – давление газа, V – объем газа, T – температура газа. Уравнение связывающие параметры m1, ρ1, V и T1 называется уравнение состояния. Уравнение состояния идеального газа является уравнение Менделеева–Клапейрона.