Saistība starp spiedienu, temperatūru, tilpumu un gāzes molu skaitu (gāzes "masu"). Universāla (molārā) gāzes konstante R

Saistība starp spiedienu, temperatūru, tilpumu un gāzes molu skaitu (gāzes "masu"). Universālā (molārā) gāzes konstante R. Klaiperona-Mendeļejeva vienādojums = ideālās gāzes stāvokļa vienādojums.

Praktiskās pielietošanas ierobežojumi:

zem -100°C un virs disociācijas/sadalīšanās temperatūras
virs 90 bāriem
dziļāk par 99%

Diapazonā vienādojuma precizitāte ir augstāka par parasto mūsdienu inženierijas instrumentu precizitāti. Inženierim ir svarīgi saprast, ka visas gāzes var ievērojami disociēties vai sadalīties, paaugstinoties temperatūrai.

SI R \u003d 8,3144 J / (mol * K)- šī ir galvenā (bet ne vienīgā) inženiertehniskā mērīšanas sistēma Krievijas Federācijā un lielākajā daļā Eiropas valstu
GHS R = 8,3144 * 10 7 erg / (mol * K) - šī ir galvenā (bet ne vienīgā) zinātniskā mērīšanas sistēma pasaulē
m- gāzes masa (kg)
M ir gāzes molārā masa kg/mol (tātad (m/M) ir gāzes molu skaits)
P- gāzes spiediens (Pa)
T- gāzes temperatūra (°K)
V- gāzes tilpums m 3

Atrisināsim pāris gāzes tilpuma un masas plūsmas problēmas, pieņemot, ka gāzes sastāvs nemainās (gāze nedisociējas) - tas attiecas uz lielāko daļu no augstāk minētajām gāzēm.

Šī problēma ir aktuāla galvenokārt, bet ne tikai, lietojumprogrammām un ierīcēm, kurās tieši mēra gāzes tilpumu.

V 1 Un V 2, attiecīgi temperatūrā, T1 Un T2ļaujiet tai iet T1< T2. Tad mēs zinām, ka:

Protams, V 1< V 2

tilpuma gāzes skaitītāja rādītāji ir "svarīgāki", jo zemāka temperatūra
izdevīga "siltās" gāzes piegāde
izdevīgi pirkt "auksto" gāzi

Kā ar to tikt galā? Nepieciešama vismaz vienkārša temperatūras kompensācija, t.i., informācija no papildu temperatūras sensora jāievada skaitīšanas ierīcē.

Šī problēma ir aktuāla galvenokārt, bet ne tikai, lietojumprogrammām un ierīcēm, kurās tieši mēra gāzes ātrumu.

Ļaujiet piegādes punkta skaitītājam () norādīt uzkrāto izmaksu apjomu V 1 Un V 2, attiecīgi pie spiediena, P1 Un P2ļaujiet tai iet P1< P2. Tad mēs zinām, ka:

Protams, V 1>V 2 vienādiem gāzes daudzumiem noteiktos apstākļos. Mēģināsim formulēt dažus praktiskus secinājumus par šo gadījumu:

tilpuma gāzes skaitītāja rādītāji ir "svarīgāki", jo lielāks spiediens
izdevīga zema spiediena gāzes piegāde
izdevīgi pirkt augstspiediena gāzi

Kā ar to tikt galā? Nepieciešama vismaz vienkārša spiediena kompensācija, t.i., informācija no papildu spiediena sensora jāsniedz uz skaitīšanas ierīci.

Nobeigumā vēlos atzīmēt, ka teorētiski katram gāzes skaitītājam vajadzētu būt gan temperatūras kompensācijai, gan spiediena kompensācijai. Praktiski....

Gāzu fizikālās īpašības un gāzveida stāvokļa likumi ir balstīti uz gāzu molekulāri kinētisko teoriju. Lielākā daļa gāzes stāvokļa likumu tika atvasināti ideālai gāzei, kuras molekulārie spēki ir vienādi ar nulli, un pašu molekulu tilpums ir bezgalīgi mazs salīdzinājumā ar starpmolekulārās telpas tilpumu.

Reālo gāzu molekulām papildus taisnvirziena kustības enerģijai ir arī rotācijas un vibrācijas enerģija. Tie aizņem noteiktu tilpumu, tas ir, tiem ir ierobežots izmērs. Reālo gāzu likumi nedaudz atšķiras no ideālo gāzu likumiem. Šī novirze ir lielāka, jo augstāks ir gāzu spiediens un zemāka to temperatūra, to ņem vērā, ieviešot atbilstošajos vienādojumos saspiežamības korekcijas koeficientu.

Pārvadājot gāzes pa cauruļvadiem zem augsta spiediena, liela nozīme ir saspiežamības koeficientam.

Pie gāzes spiediena gāzes tīklos līdz 1 MPa gāzes stāvokļa likumi ideālai gāzei diezgan precīzi atspoguļo dabasgāzes īpašības. Augstākā spiedienā vai zemā temperatūrā tiek izmantoti vienādojumi, kas ņem vērā molekulu aizņemto tilpumu un to savstarpējās mijiedarbības spēkus, vai ideālas gāzes vienādojumos tiek ieviesti korekcijas koeficienti - gāzes saspiežamības koeficienti.

Boila likums – Mariota.

Daudzi eksperimenti ir atklājuši, ka, ja jūs ņemat noteiktu daudzumu gāzes un pakļaujat to dažādiem spiedieniem, tad šīs gāzes tilpums mainīsies apgriezti spiedienam. Šo attiecību starp spiedienu un gāzes tilpumu nemainīgā temperatūrā izsaka ar šādu formulu:

p 1 / p 2 \u003d V 2 / V 1 vai V 2 \u003d p 1 V 1 / p 2,

kur p1 Un V 1- sākotnējais absolūtais spiediens un gāzes tilpums; p2 Un V 2 - spiediens un gāzes tilpums pēc izmaiņām.

No šīs formulas var iegūt šādu matemātisko izteiksmi:

V 2 p 2 = V 1 p 1 = konst.

Tas ir, gāzes tilpuma vērtības reizinājums ar gāzes spiediena vērtību, kas atbilst šim tilpumam, būs nemainīga vērtība nemainīgā temperatūrā. Šim likumam ir praktisks pielietojums gāzes nozarē. Tas ļauj noteikt gāzes tilpumu, mainoties tās spiedienam, un gāzes spiedienu, mainoties tilpumam, ar nosacījumu, ka gāzes temperatūra paliek nemainīga. Jo vairāk palielinās gāzes tilpums nemainīgā temperatūrā, jo mazāks kļūst tās blīvums.

Attiecību starp tilpumu un blīvumu izsaka ar formulu:

V 1/V 2 = ρ 2 /ρ 1 ,

kur V 1 Un V 2- gāzes aizņemtie apjomi; ρ 1 Un ρ 2 ir gāzu blīvumi, kas atbilst šiem tilpumiem.

Ja gāzes tilpumu attiecību aizstāj ar to blīvumu attiecību, mēs varam iegūt:

ρ 2 /ρ 1 = p 2 /p 1 vai ρ 2 = p 2 ρ 1 /p 1.

Var secināt, ka tajā pašā temperatūrā gāzu blīvumi ir tieši proporcionāli spiedieniem, zem kuriem šīs gāzes atrodas, tas ir, gāzes blīvums (pie nemainīgas temperatūras) būs lielāks, jo lielāks ir tās spiediens. .

Piemērs. Gāzes tilpums pie spiediena 760 mm Hg. Art. un temperatūra 0 ° C ir 300 m 3. Kādu tilpumu šī gāze aizņems 1520 mm Hg spiedienā. Art. un tajā pašā temperatūrā?

760 mmHg Art. = 101329 Pa = 101,3 kPa;

1520 mmHg Art. = 202658 Pa = 202,6 kPa.

Doto vērtību aizstāšana V, 1. lpp, 2. lpp formulā mēs iegūstam m 3:

V 2= 101, 3-300/202,6 = 150.

Geja-Lusaka likums.

Pie nemainīga spiediena, paaugstinoties temperatūrai, gāzu tilpums palielinās, un, temperatūrai pazeminoties, tas samazinās, tas ir, pie nemainīga spiediena tāda paša gāzes daudzuma tilpumi ir tieši proporcionāli to absolūtajām temperatūrām. Matemātiski šo attiecību starp gāzes tilpumu un temperatūru nemainīgā spiedienā raksta šādi:

V 2 / V 1 \u003d T 2 / T 1

kur V ir gāzes tilpums; T ir absolūtā temperatūra.

No formulas izriet, ka, ja noteikts gāzes tilpums tiek uzkarsēts nemainīgā spiedienā, tad tas mainīsies tik reižu, cik mainās tās absolūtā temperatūra.

Konstatēts, ka gāzi sildot par 1 °C pie nemainīga spiediena, tās tilpums palielinās par konstantu vērtību, kas vienāda ar 1/273,2 no sākotnējā tilpuma. Šo vērtību sauc par termiskās izplešanās koeficientu un apzīmē ar p. Paturot to prātā, Gay-Lussac likumu var formulēt šādi: noteiktas gāzes masas tilpums pastāvīgā spiedienā ir lineāra temperatūras funkcija:

V t = V 0 (1 + βt vai V t = V 0 T/273.

Kārļa likums.

Pie nemainīga tilpuma nemainīga gāzes daudzuma absolūtais spiediens ir tieši proporcionāls tās absolūtajai temperatūrai. Kārļa likumu izsaka ar šādu formulu:

p 2 / p 1 \u003d T 2 / T 1 vai p 2 \u003d p 1 T 2 / T 1

kur 1. lpp Un 2. lpp- absolūtais spiediens; T1 Un T 2 ir gāzes absolūtās temperatūras.

No formulas mēs varam secināt, ka pie nemainīga tilpuma gāzes spiediens karsēšanas laikā palielinās tik reižu, cik palielinās tās absolūtā temperatūra.

Pārliecināsimies, ka gāzes molekulas tiešām atrodas pietiekami tālu viena no otras un līdz ar to gāzes ir labi saspiežamas.Ņemam šļirci un novietosim tās virzuli aptuveni cilindra vidū. Mēs savienojam šļirces atveri ar cauruli, kuras otrais gals ir cieši noslēgts. Tādējādi daļa gaisa tiks iesprostoti šļirces cilindrā zem virzuļa un caurulē. Daļa gaisa tiks iesprostoti cilindrā zem virzuļa. Tagad uzliksim slodzi uz šļirces kustīgo virzuli. Ir viegli pamanīt, ka virzulis nedaudz nokritīs. Tas nozīmē, ka gaisa apjoms ir samazinājies, citiem vārdiem sakot, gāzes tiek viegli saspiestas. Tādējādi starp gāzes molekulām ir pietiekami lielas spraugas. Uzliekot svaru uz virzuļa, gāzes tilpums samazinās. No otras puses, pēc svara iestatīšanas virzulis, nedaudz nolaidies, apstājas jaunajā līdzsvara stāvoklī. Tas nozīmē ka gaisa spiediena spēks uz virzuli palielina un atkal līdzsvaro palielināto virzuļa svaru ar slodzi. Un tā kā virzuļa laukums paliek nemainīgs, mēs nonākam pie svarīga secinājuma.

Kad gāzes tilpums samazinās, tās spiediens palielinās.

Tajā pašā laikā atcerēsimies to gāzes masa un tās temperatūra eksperimenta laikā nemainījās. Spiediena atkarību no tilpuma var izskaidrot šādi. Palielinoties gāzes tilpumam, attālums starp tās molekulām palielinās. Katrai molekulai tagad ir jānobrauc lielāks attālums no viena trieciena ar asinsvada sieniņu līdz nākamajam. Vidējais molekulu kustības ātrums paliek nemainīgs, līdz ar to gāzes molekulas retāk skar trauka sienas, un tas noved pie gāzes spiediena pazemināšanās. Un otrādi, kad gāzes tilpums samazinās, tās molekulas biežāk ietriecas trauka sieniņās, un gāzes spiediens palielinās. Samazinoties gāzes tilpumam, attālums starp tās molekulām samazinās.

Gāzes spiediena atkarība no temperatūras

Iepriekšējos eksperimentos gāzes temperatūra palika nemainīga, un mēs pētījām spiediena izmaiņas gāzes tilpuma izmaiņu dēļ. Tagad apsveriet gadījumu, kad gāzes tilpums paliek nemainīgs un gāzes temperatūra mainās. Masa arī paliek nemainīga. Jūs varat izveidot šādus apstākļus, ievietojot noteiktu gāzes daudzumu cilindrā ar virzuli un nostiprinot virzuli

Noteiktas gāzes masas temperatūras izmaiņas nemainīgā tilpumā

Jo augstāka temperatūra, jo ātrāk pārvietojas gāzes molekulas.

Tāpēc

Pirmkārt, molekulu ietekme uz kuģa sienām notiek biežāk;

Otrkārt, katras molekulas vidējais trieciena spēks uz sienu kļūst lielāks. Tas mūs noved pie cita svarīga secinājuma. Palielinoties gāzes temperatūrai, palielinās tās spiediens. Atcerēsimies, ka šis apgalvojums ir patiess, ja gāzes masa un tilpums tās temperatūras izmaiņu laikā paliek nemainīgs.

Gāzu uzglabāšana un transportēšana.

Gāzes spiediena atkarība no tilpuma un temperatūras bieži tiek izmantota inženierzinātnēs un ikdienas dzīvē. Ja nepieciešams transportēt ievērojamu daudzumu gāzes no vienas vietas uz otru vai ja gāzes jāuzglabā ilgstoši, tās ievieto speciālos stipros metāla traukos. Šie trauki iztur augstu spiedienu, tāpēc ar speciālu sūkņu palīdzību tajos var iesūknēt ievērojamas gāzes masas, kas normālos apstākļos aizņemtu simtiem reižu lielāku tilpumu. Tā kā gāzu spiediens balonos ir ļoti augsts pat istabas temperatūrā, tos nekādā gadījumā nedrīkst karsēt vai nekādā veidā mēģināt tajos izveidot caurumu, pat pēc lietošanas.

Gāzes fizikas likumi.

Reālās pasaules fizika aprēķinos bieži tiek reducēta uz nedaudz vienkāršotiem modeļiem. Šī pieeja ir vispiemērotākā gāzu uzvedības aprakstīšanai. Eksperimentāli izveidotos noteikumus dažādi pētnieki reducēja līdz fizikas gāzes likumiem, un tie kalpoja kā "izoprocesa" jēdziena rašanās. Šis ir tāds eksperimenta fragments, kurā viens parametrs saglabā nemainīgu vērtību. Fizikas gāzes likumi darbojas ar gāzes galvenajiem parametriem, precīzāk, ar tās fizisko stāvokli. Temperatūra, tilpums un spiediens. Visus procesus, kas saistīti ar viena vai vairāku parametru izmaiņām, sauc par termodinamiskiem. Izostatiskā procesa jēdziens tiek reducēts līdz apgalvojumam, ka jebkura stāvokļa maiņas laikā viens no parametriem paliek nemainīgs. Tā izturas tā sauktā "ideālā gāze", ko ar dažām atrunām var attiecināt uz reālu matēriju. Kā minēts iepriekš, realitāte ir nedaudz sarežģītāka. Tomēr ar lielu noteiktību gāzes uzvedību nemainīgā temperatūrā raksturo, izmantojot Boila-Mariota likumu, kas nosaka:

Tilpuma un gāzes spiediena reizinājums ir nemainīga vērtība. Šis apgalvojums tiek uzskatīts par patiesu, ja temperatūra nemainās.

Šo procesu sauc par izotermisku. Šajā gadījumā mainās divi no trim pētītajiem parametriem. Fiziski viss izskatās vienkārši. Saspiediet piepūsto balonu. Temperatūru var uzskatīt par nemainīgu. Un rezultātā spiediens bumbas iekšpusē palielināsies, samazinoties tilpumam. Abu parametru reizinājuma vērtība paliks nemainīga. Zinot vismaz viena no tām sākotnējo vērtību, jūs varat viegli uzzināt otrās rādītājus. Vēl viens noteikums "gāzes fizikas likumu" sarakstā ir gāzes tilpuma un tās temperatūras izmaiņas pie tāda paša spiediena. To sauc par "izobārisko procesu", un tas ir aprakstīts, izmantojot Gay-Lusac likumu. Gāzes tilpuma un temperatūras attiecība nemainās. Tas attiecas uz nemainīgu spiediena vērtību noteiktā vielas masā. Arī fiziski viss ir vienkārši. Ja kādreiz esat lādējis gāzes šķiltavu vai izmantojis oglekļa dioksīda ugunsdzēšamo aparātu, šī likuma ietekmi esat redzējis “tiešraidē”. Gāze, kas izplūst no ugunsdzēšamā aparāta tvertnes vai zvana, strauji izplešas. Viņa temperatūra krītas. Jūs varat sasaldēt ādu. Ugunsdzēšamo aparātu gadījumā veidojas veselas oglekļa dioksīda sniega pārslas, kad gāze zemas temperatūras ietekmē ātri pārvēršas cietā stāvoklī no gāzveida. Pateicoties Gay-Lusac likumam, var viegli uzzināt gāzes temperatūru, zinot tās tilpumu jebkurā brīdī. Fizikas gāzes likumi apraksta arī uzvedību nemainīga aizņemta tilpuma apstākļos. Šādu procesu sauc par izohorisku, un to apraksta Kārļa likums, kas nosaka: Ja ir aizņemts nemainīgs tilpums, gāzes spiediena un temperatūras attiecība jebkurā brīdī nemainās. Patiesībā visi zina noteikumu: jūs nevarat sildīt gaisa atsvaidzinātājus un citus traukus, kas satur gāzi zem spiediena. Lieta beidzas ar sprādzienu. Notiek tieši tas, ko apraksta Čārlza likums. Temperatūra paaugstinās. Tajā pašā laikā spiediens palielinās, jo tilpums nemainās. Notiek balona bojājums brīdī, kad rādītāji pārsniedz pieļaujamo. Tātad, zinot aizņemto apjomu un vienu no parametriem, varat viegli iestatīt otrās vērtības. Lai gan fizikas gāzes likumi apraksta kāda ideāla modeļa uzvedību, tos var viegli pielietot, lai prognozētu gāzes uzvedību reālās sistēmās. Īpaši ikdienā izoprocesi var viegli izskaidrot, kā darbojas ledusskapis, kāpēc no gaisa atsvaidzinātāja bundžas izlido auksta gaisa strūkla, kuras dēļ pārsprāgst kamera vai bumba, kā darbojas smidzinātājs utt.

MKT pamati.

Vielas molekulāri kinētiskā teorija- izskaidrošanas veids termiskās parādības, kas saista siltuma parādību un procesu norisi ar matērijas iekšējās struktūras iezīmēm un pēta cēloņus, kas nosaka termisko kustību. Šī teorija tika atzīta tikai 20. gadsimtā, lai gan tā nāk no senās Grieķijas atomu teorijas par matērijas uzbūvi.

skaidro siltuma parādības ar vielas mikrodaļiņu kustības un mijiedarbības iezīmēm

Tas ir balstīts uz I. Ņūtona klasiskās mehānikas likumiem, kas ļauj iegūt mikrodaļiņu kustības vienādojumu. Tomēr, ņemot vērā to milzīgo skaitu (1 cm 3 vielas ir aptuveni 10 23 molekulas), nav iespējams unikāli aprakstīt katras molekulas vai atoma kustību katru sekundi, izmantojot klasiskās mehānikas likumus. Tāpēc, lai izveidotu modernu siltuma teoriju, tiek izmantotas matemātiskās statistikas metodes, kas izskaidro siltuma parādību gaitu, pamatojoties uz ievērojama skaita mikrodaļiņu uzvedības likumiem.

Molekulārā kinētiskā teorija veidota, pamatojoties uz vispārinātiem kustības vienādojumiem milzīgam skaitam molekulu.

Molekulārā kinētiskā teorija izskaidro siltuma parādības no priekšstatu viedokļa par matērijas iekšējo uzbūvi, tas ir, precizē to būtību. Šī ir dziļāka, kaut arī sarežģītāka teorija, kas izskaidro siltuma parādību būtību un nosaka termodinamikas likumus.

Abas esošās pieejas ir termodinamiskā pieeja Un molekulārā kinētiskā teorija- ir zinātniski pierādīti un savstarpēji papildina viens otru, un nav pretrunā viens otram. Šajā sakarā termisko parādību un procesu izpēte parasti tiek aplūkota no molekulārās fizikas vai termodinamikas pozīcijām atkarībā no tā, kā materiāls tiek pasniegts vienkāršāk.

Termodinamiskās un molekulāri kinētiskās pieejas skaidro viena otru termiskās parādības un procesi.

Ideālā gāzes stāvokļa vienādojums nosaka attiecības starp ķermeņu temperatūru, tilpumu un spiedienu.

Ļauj noteikt vienu no lielumiem, kas raksturo gāzes stāvokli, pēc pārējiem diviem (izmanto termometros);
Noteikt, kā notiek procesi noteiktos ārējos apstākļos;
Nosakiet, kā mainās sistēmas stāvoklis, ja tā darbojas vai saņem siltumu no ārējiem ķermeņiem.

Mendeļejeva-Klepeirona vienādojums (ideāls gāzes stāvokļa vienādojums)

- universāla gāzes konstante, R = kN A

Klepeirona vienādojums (kombinētais gāzes likums)

Konkrēti vienādojuma gadījumi ir gāzu likumi, kas apraksta izoprocesus ideālās gāzēs, t.i. procesi, kuros viens no makro parametriem (T, P, V) ir nemainīgs slēgtā izolētā sistēmā.

Kvantitatīvās atkarības starp diviem vienas masas gāzes parametriem ar nemainīgu trešā parametra vērtību sauc par gāzes likumiem.

Gāzes likumi

Boila likums – Mariota

Pirmo gāzes likumu atklāja angļu zinātnieks R. Boils (1627-1691) 1660. gadā. Boila darbu sauca "Jauni eksperimenti saistībā ar gaisa avotu". Patiešām, gāze uzvedas kā saspiesta atspere, kā jūs varat redzēt, saspiežot gaisu parastajā velosipēda sūknī.

Boils pētīja gāzes spiediena izmaiņas kā tilpuma funkciju nemainīgā temperatūrā. Termodinamiskās sistēmas stāvokļa maiņas procesu nemainīgā temperatūrā sauc par izotermisku (no grieķu vārdiem isos — vienāds, therme — siltums).

Neatkarīgi no Boila, nedaudz vēlāk franču zinātnieks E. Mariotte (1620-1684) nonāca pie tādiem pašiem secinājumiem. Tāpēc atrasto likumu sauca par Boila-Mariotas likumu.

Noteiktas masas gāzes spiediena un tilpuma reizinājums ir nemainīgs, ja temperatūra nemainās

pV = konst

Geja-Lusaka likums

Paziņojums par cita gāzes likuma atklāšanu tika publicēts tikai 1802. gadā, gandrīz 150 gadus pēc Boila-Mariotas likuma atklāšanas. Likumu, kas nosaka gāzes tilpuma atkarību no temperatūras pie nemainīga spiediena (un nemainīgas masas), izveidoja franču zinātnieks Gay-Lussac (1778-1850).

Noteiktas masas gāzes tilpuma relatīvās izmaiņas nemainīgā spiedienā ir tieši proporcionālas temperatūras izmaiņām

V = V 0 αT

Kārļa likums

Gāzes spiediena atkarību no temperatūras nemainīgā tilpumā eksperimentāli noteica franču fiziķis J. Čārlzs (1746-1823) 1787. gadā.

J. Čārlzs 1787. gadā, t.i., agrāk par Geju-Lussaku, arī konstatēja tilpuma atkarību no temperatūras nemainīgā spiedienā, taču savu darbu viņš laikus nepublicēja.

Noteiktas gāzes masas spiediens nemainīgā tilpumā ir tieši proporcionāls absolūtajai temperatūrai.

p = p 0 γT

Vārds

Formulējums

Grafiki

Boila-Mariotas likums – izotermisks process

Noteiktai gāzes masai spiediena un tilpuma reizinājums ir nemainīgs, ja temperatūra nemainās

Geja-Lusaka likums - izobāriskais process

2. Izohorisks process. V ir nemainīgs. P un T izmaiņas. Gāze ievēro Kārļa likumu . Spiediens nemainīgā tilpumā ir tieši proporcionāls absolūtajai temperatūrai

3. Izotermisks process. T ir nemainīgs. P un V maiņa. Šajā gadījumā gāze pakļaujas Boila-Mariota likumam . Noteiktas gāzes masas spiediens nemainīgā temperatūrā ir apgriezti proporcionāls gāzes tilpumam.

4. No daudziem procesiem gāzē, kad mainās visi parametri, mēs izceļam procesu, kas atbilst vienotajam gāzes likumam. Noteiktai gāzes masai spiediena un tilpuma reizinājums, dalīts ar absolūto temperatūru, ir konstante.

Šis likums ir piemērojams daudziem procesiem gāzē, kad gāzes parametri nemainās ļoti ātri.

Visi uzskaitītie likumi reālajām gāzēm ir aptuveni. Kļūdas palielinās, palielinoties gāzes spiedienam un blīvumam.

Darba kārtība:

1. darba daļa.

1. Stikla lodītes šļūteni nolaižam traukā ar ūdeni istabas temperatūrā (1. att. pielikumā). Tad karsējam bumbu (ar rokām, siltu ūdeni) Uzskatot, ka gāzes spiediens ir nemainīgs, uzrakstiet, kā gāzes tilpums ir atkarīgs no temperatūras

Izvade: …………………..

2. Savienojiet cilindrisku trauku ar milimanometru ar šļūteni (2. att.). Sildīsim ar šķiltavu metāla trauku un tajā esošo gaisu. Pieņemot, ka gāzes tilpums ir nemainīgs, uzrakstiet, kā gāzes spiediens ir atkarīgs no temperatūras.

Izvade: …………………..

3. Ar rokām saspiežam pie milimanometra piestiprināto cilindrisko trauku, samazinot tā tilpumu (3. att.). Pieņemot, ka gāzes temperatūra ir nemainīga, uzrakstiet, kā gāzes spiediens ir atkarīgs no tilpuma.

Izvade:………………….

4. Savienojiet sūkni ar kameru no lodītes un iesūknējiet vairākas gaisa porcijas (4. att.). Kā mainījās kamerā iesūknētā gaisa spiediens, tilpums un temperatūra?

Izvade: …………………..

5. Ielejiet pudelē apmēram 2 cm 3 spirta, aizveriet korķi ar šļūteni (5. att.), kas pievienota injekcijas sūknim. Veiksim dažus sitienus, līdz korķis atstāj pudeli. Kā mainās gaisa (un spirta tvaiku) spiediens, tilpums un temperatūra pēc korķa pacelšanās?

Izvade: …………………..

Daļa no darba.

Gay-Lussac likuma pārbaude.

1. Mēs izņemam uzkarsēto stikla cauruli no karsta ūdens un nolaižam atvērto galu nelielā traukā ar ūdeni.

2. Turiet cauruli vertikāli.

3. Gaisam mēģenē atdziestot, caurulē ieplūst ūdens no trauka (6. att.).

4. Atrast un

Caurules un gaisa kolonnas garums (eksperimenta sākumā)

Siltā gaisa tilpums caurulē

Caurules šķērsgriezuma laukums.

Ūdens kolonnas augstums, kas ieplūst caurulē, kad gaiss caurulē atdziest.

Aukstā gaisa kolonnas garums caurulē

Aukstā gaisa tilpums caurulē.

Pamatojoties uz Gay-Lussac likumu Mums ir divi gaisa stāvokļi

vai (2) (3)

Karstā ūdens temperatūra spainī

Telpas temperatūra

Mums ir jāpārbauda (3) vienādojums un līdz ar to arī Geja-Lussaka likums.

5. Aprēķināt

6. Atrodam relatīvo mērījumu kļūdu, mērot garumu, ņemot Dl = 0,5 cm.

7. Atrodiet attiecības absolūto kļūdu

=……………………..

8. Pierakstiet lasījuma rezultātu

………..…..

9. Atrodam relatīvo mērījumu kļūdu T, ņemot

10. Atrast absolūto aprēķina kļūdu

11. Pierakstiet aprēķina rezultātu

12. Ja temperatūras attiecības noteikšanas intervāls (vismaz daļēji) sakrīt ar intervālu gaisa kolonnu garumu attiecības noteikšanai caurulē, tad vienādojums (2) ir spēkā un gaiss caurulē pakļaujas Geja -Lussac likums.

Izvade:……………………………………………………………………………………………………

Pārskata prasība:

1. Darba nosaukums un mērķis.

2. Aprīkojuma saraksts.

3. Uzzīmējiet attēlus no aplikācijas un izdariet secinājumus 1., 2., 3., 4. eksperimentam.

4. Uzrakstiet laboratorijas darba otrās daļas saturu, mērķi, aprēķinus.

5. Uzrakstiet slēdzienu par laboratorijas darba otro daļu.

6. Uzzīmēt izoprocesu grafikus (eksperimentiem 1,2,3) asīs: ; ; .

7. Atrisiniet problēmas:

1. Nosakiet skābekļa blīvumu, ja tā spiediens ir 152 kPa un tā molekulu vidējais kvadrātiskais ātrums ir -545 m/s.

2. Noteikta gāzes masa 126 kPa spiedienā un 295 K temperatūrā aizņem 500 litru tilpumu. Atrodiet gāzes tilpumu normālos apstākļos.

3. Atrast oglekļa dioksīda masu balonā ar tilpumu 40 litri 288 K temperatūrā un 5,07 MPa spiedienā.