Իդեալական գազի վիճակի հավասարում

Իդեալական գազի վիճակի հավասարում, իդեալական գազի վիճակի հավասարում(Կլապեյրոնի հավասարում, Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարում ), որն անվանվել է դրանց հայտնաբերող Բ. Կլապեյրոնի և Դ. Մենդելեևի անունով։

Հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը՝

$pV=nRT$

որտեղ p-ն ճնշումն է, V-ն՝ գազի մոլային ծավալը, T-ն՝ բացարձակ ջերմաստիճանը, R-ը՝ ունիվերսալ գազային հաստատունը Կաղապար:Math։ Կլապեյրոնի հավասարումից բխում են Բոյլ-Մարիոտի օրենքը, Գեյ-Լյուսակի օրենքը և իդեալական գազերին վերաբերող մասնավոր այլ օրենքներ։ Կլապեյրոնի հավասարումով որոշակի ճշտությամբ նկարագրվում են փոքր խտության իրական գազերը բարձր ջերմաստիճանների դեպքում։

Քանի որ, $V_M=\frac{V}{\nu },$ (որտեղ $\nu =\frac{m}{M}$ -ը նյութի քանակն է, $m$-ը զանգվածը, $M$-ը մոլային զանգվածը) վիճակի հավասարումը կարելի է գրել

$p\cdot V=\frac{m}{M}R\cdot T,$

կամ $p=nkT,$

որտեղ $n=N/V$-ատոմների կոնցենտրացիան է, $k=\frac{R}{N_A}$-Բոլցմանի հաստատուն.

Այս հավասարումը կոչվում է Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարում։

Գազի նյութի քանակը որոշվում է նորմալ ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում։ Հավասարման մեջ օգտագործվող ջերմաստիճանը բացարձակ ջերմաստիճան է։ Ջերմաստիճանի համապատասխան ՄՀ հիմնական միավորը կալվինն է (Կ)։

Կլապեյրոնի հավասարման հաստատունը այնքան էլ հաստատուն չէր, քանի որ անհրաժեշտ էր հաշվել յուրաքանչյուր գազի համար․

$p\cdot V=r\cdot T.$

Մենդելեևը հայտնաբերեց, որ $r$-ը ուղիղ համեմատական է $\nu$-ին և համեմատականության գործակից $R$-ը անվանեց ունիվերսալ գազային հաստատուն։

Թերմոդինամիկական պրոցեսների աղյուսակ

Պրոցես	Հաստատուն	Մյուս մեծության փոփոխություն	P2	V2	T2
Իզոբար պրոցես	Ճնշում	V2/V1	P2 = P1	V2 = V1(V2/V1)	T2 = T1(V2/V1)
		T2/T1	P2 = P1	V2 = V1(T2/T1)	T2 = T1(T2/T1)
Իզոխոր պրոցես	Ծավալ	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1	T2 = T1(P2/P1)
		T2/T1	P2 = P1(T2/T1)	V2 = V1	T2 = T1(T2/T1)
Իզոթերմ պրոցես	Ջերմաստիճան	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1/(P2/P1)	T2 = T1
		V2/V1	P2 = P1/(V2/V1)	V2 = V1(V2/V1)	T2 = T1
Ադիաբադ պրոցես (իզոտոպ)	Էնտրոպիա	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1(P2/P1)(−1/γ)	T2 = T1(P2/P1)(γ − 1)/γ
		V2/V1	P2 = P1(V2/V1)−γ	V2 = V1(V2/V1)	T2 = T1(V2/V1)(1 − γ)
		T2/T1	P2 = P1(T2/T1)γ/(γ − 1)	V2 = V1(T2/T1)1/(1 − γ)	T2 = T1(T2/T1)
Բազմատրոպ պրոցես	P Vn	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1(P2/P1)(-1/n)	T2 = T1(P2/P1)(n − 1)/n
		V2/V1	P2 = P1(V2/V1)−n	V2 = V1(V2/V1)	T2 = T1(V2/V1)(1 − n)
		T2/T1	P2 = P1(T2/T1)n/(n − 1)	V2 = V1(T2/T1)1/(1 − n)	T2 = T1(T2/T1)
Ադիաբադ պրոցես (իզոտալպ)	Էնտալպիա	P2 − P1	P2 = P1 + (P2 − P1)		T2 = T1 + μJT(P2 − P1)
		T2 − T1	P2 = P1 + (T2 − T1)/μJT		T2 = T1 + (T2 − T1)

Կապ իդեալական գազի վիճակի մյուս հավասարումների հետ

Հաստատուն զանգվածի դեպքում հավասարումն ունենում է հետևյալ տեսքը․

$\frac{p\cdot V}{T}=\nu \cdot R,$

$\frac{p\cdot V}{T}=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}.$

Վերջին $\frac{p_1\cdot V_1}{T_1}=\frac{p_2\cdot V_2}{T_2}$հավասարումը կոչվում է միացյան գազային օրենք։ Դրանից ստացվում է Բոյլ-Մարիոտի, Շառլի և Գեյ-Լյուսակի օրենքները։

Բոյլ—Մարիոտի օրենք՝ $T=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}\Rightarrow p\cdot V=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$․

Գեյ-Լյուսակի՝ $p=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}\Rightarrow \frac{V}{T}=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$․

Շառլի օրենք՝ $V=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}\Rightarrow \frac{p}{T}=\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{s}\mathrm{t}$․(Գեյ-Լյուսակի երկրորդ 1808 թվական.)

Այդ օրենքը հարմար է տարբեր վիճակների անցման տեսանկյունից։

Քիմիայի տեսանկյունից այս օրենքը կարող է հնչել այլ կերպ․

Ռեակցիայի մեջ մտնող գազերի ծավալները, նույն պայմանների դեպքում( ջերմաստիճան, ճնշում) հարաբերում են իրար և առաջացող գազանման միացումների ծավալներին ինչպես ամբողջ թվեր։

Օրինակ,1 ծավալով ջրածինը միանում է 1 ծավալով քլորին, ստացվում է 2 ծավալ քլորաջրածին․

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\cdot$

1 ծավալ1ազոտը 3 ծավալ ջրածնի հետ առաջացնում է 2 ծավալ ամոնյակ․

${\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\cdot$

Տես նաև

• Իդելական գազ
• Իրական գազ
• Իրական գազի վիճակի հավասարում

Գրականություն

• Կաղապար:Книга