"Изопроцессы - газовые законы"

изопроцессы

12/14/21

Изопроцессы

Что такое

макропараметры?

ИЗОПРОЦЕССЫ

Процесс, протекающий при одном постоянном макропараметре, называется изопроцессом

макропараметре

  ἴσος «равный»

  βάρος  

χώρος  

θέρμη

Изопроцессы

Изотермический

Изобарический

Изохорический

p

V

T

Закон получен

экспериментально

Изотермический процесс

Закон Бойля-Мариотта

Роберт Бойль

Эдм Мариотт

• в 1662 г. Р. Бойлем;
• в 1676 г. Э. Мариоттом

Закон Бойля-Мариотта

Изотермическиq процесс – процесс изменения состояния давления и объема определенной массы газы при постоянной температуре.

При изотермическом процессе

Т=const

Закон Бойля-Мариотта

Для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная:

pV = const

p 1 V 1 = p 2 V 2

Закон Бойля-Мариотта

При постоянной температуре давление данной массы газа обратно пропорционально его объёму.

Закон Бойля-Мариотта

Процесс перехода газа из одного состояния в другое при Т = const называется изотермическим

График изотермического процесса называется изотермой.

Закон получен экспериментально

Закон Гей - Люссака

Изобарный процесс

в 1802 г .

Жозеф Луи Гей-Люссак

Закон Гей - Люссака

Изобарный процесс – процесс изменения состояния определенной массы газы при постоянном давлении .

р = const

Закон Гей - Люссака

При посеянном давлении объем данной массы газа прямо пропорционален температуре.

Закон Гей - Люссака

Чем отличаются две эти формулы

Объем данной массы газа при постоянном давлении линейно изменяется с температурой.

Разная шкала температур.

V 0 - объем, занимаемый газом

при температуре 0 °С;

Закон Гей - Люссака

Процесс перехода газа из одного состояния в другое при Р = const называется изобарическим (изобарным)

График изобарного процесса называется изобарой.

Закон получен экспериментально

Закон Шарля

Изохорный процесс

в 1787 г.

Ж ак Александр Сезар Шарль

Закон Шарля

• Давление данной массы газа при постоянном объёме прямо пропорционально температуре.

Закон Шарля

• Давление данной массы газа при постоянном объёме изменяется с температурой линейно.

Р 0 - давление газа при температуре 0 °С;

α – температурный коэффициент давления

Закон Шарля

Процесс перехода газа из одного состояния в другое при V = const называется изохорическим (изохорным)

График изохорического процесса называется изохорой.

Объединённый Газовый Закон

P 1 V 1 = P 2 V 2

Если Т1=Т2

Из уравнения

Клапейрона можно получить любой газовый закон

Если P1=P2

Если V1=V2

Вопросы

• Вопрос 1. Во сколько раз увеличится объем воздушного шара, если его внести с улицы в теплое помещение? Температура на улице -30С, в помещении +270С.
• Вопрос 2. Чтобы изотермически уменьшить объема газа в цилиндре с поршнем в 3 раза, на поршень поместили груз 9 кг. Какой дополнительный груз (кг) следует поместить на поршень, чтобы объем газа изотермически уменьшить еще в 2 раза?
• Вопрос 3. Сосуд с газом плотно закрыт пробкой, площадь сечения которой 2,5 см2. Сила трения, удерживающая пробку, равна 12 Н. Начальное давление в сосуде 100 кПа, температура 270 К. Сосуд нагревают. Определите температуру (К), до которой нужно нагреть газ в сосуде, чтобы пробка вылетела.

Циклический процесс

Процесс перехода газа из одного состояния в другие, когда конечное состояние совпадает с начальным

Тест

№ 1

Тест "Изопроцессы"

Как изменится давление идеального газа при увеличении температуры и объема газа в 4 раза?

ПУСК

№ 2

Тест "Изопроцессы"

В одинаковых сосудах при одинаковой температуре находятся водород (Н 2 ) и углекислый газ (СО 2 ). Массы газов одинаковы. Какой из газов и во сколько раз оказывает большее давление на стенки сосуда?

m(H 2 )

=

m(CO 2 )

№ 3

Тест "Изопроцессы"

Какому процессу соответствует график, изображенный на рисунке?

p

Т

0

25

№ 4

Тест "Изопроцессы"

Во сколько раз изменится давление воздуха в цилиндре (рис), если поршень переместить на L/3 влево?

L

ПУСК

25

№ 5

Тест "Изопроцессы"

Во сколько раз отличается плотность метана (СН 4 ) от плотности кислорода (О 2 ) при одинаковых условиях ?

?

25

Циклический процесс

Процесс перехода газа из одного состояния в другие, когда конечное состояние совпадает с начальным

Задачи

1. В сосуде емкостью 10 л находится метан массой 2 кг. Найдите давление метана на стенки сосуда, если его температура 15 °С.

2. Определите число молекул воздуха в комнате размерами 8х5х3 метра, при температуре 23 °С и давлении 10 5 Па.

3. Найдите плотность 5 л азота, находящегося под давлением 100 кПа, если средняя кинетическая энергия его молекул равна 1 нДж.

25

Уравнение состояния

Знать уравнение состояния необходимо при исследовании тепловых явлений.

Оно позволяет полностью или частично ответить сразу на три группы различных вопросов:

- позволяет определить одну из величин, характеризующих состояние, если известны две другие величины

- можно сказать, как протекают в системе различные процессы при определенных внешних условиях

- можно определить, как меняется состояние системы, если она совершает работу или получает теплоту от окружающих тел.

25