Термодинамический метод исследования.

Термодинамический метод является постулативным. Его не интересуют конкретные представления о строении системы (вещества) и физическая природа теплоты. При таком подходе используются понятия и физические величины, относящиеся к системы в целом. Например, идеальный газ в состоянии равновесия характеризуется объемом, давлением и температурой. Выводы термодинамического метода основаны на общих принципах или началах, которые представляют собой обобщение опытных фактов. Термодинамический метод характеризуется своей общностью и позволяет изучать явления без знания их внутренних механизмов.

41.

Уравнение Клапейрона.

Идеальный газ – газ, состоящий из молекул, взаимодействие между которыми пренебрежимо мало.

Уравнение Клапейрона – уравнение состояния идеального газа. Клапейрон вывел уравнение состояния в виде

где р₁, Т₁, V₁ – давление, температура и объем первоначального состояния газа, а р₂, Т₂, V₂ – конечного. Таким образом, при неизменных массе и молярной массе идеального газа отношение произведения его давления и объема к абсолютной температуре является величиной постоянной. Это уравнение связывает два состояния идеального газа независимо от того, каким образом газ перешел из одного состояния в другое.

42.

Уравнение Клапейрона-Менделеева. Постоянная Больцмана.

Идеальный газ – газ, состоящий из молекул, взаимодействие между которыми пренебрежимо мало.

Закон Клаперона-Менделеева – уравнение состояния идеального газа. Записывается в виде:

где (ню) – количество вещества (в молях), R – универсальная газовая постоянная ( ), р – давление газа (в Па), V – объем, занимаемый газом (в м³), Т – абсолютная температура газа (в градусах кельвина, К).

Уравнение Клапейрона-Менделеева связывает между собой параметры конкретного состояния идеального газа.

Моль – количество вещества, содержащее число частиц, равное постоянной Авогадро . Количествомолей газа , где m – масса газа, М – молярная масса газа.

Основное уравнение кинетической теории газов: , где n – концентрация молекул (1/м³), – среднее значение поступательной кинетической энергии молекул. Таким образом, давление газа на стенку определяется средним значение поступательной (и только поступательной!!!) кинетической энергии молекул.

Сопоставив это уравнение и уравнение Клапейрона-Менделеева, можно получить, что , где – постоянная Больцмана.

43.

Закон Бойля-Мариотта.

Изотермический процесс – процесс изменения состояния газа при постоянной температуре ( ). Если масса идеального газа и его молярная масса не изменяются, то из уравнения Клапейрона-Менделеева следует:



г де – количество вещества, m – масса газа, М – молярная масса газа, R – универсальная газовая постоянная ( ), р – давление газа, V – объем, занимаемый газом, Т – абсолютная температура газа.

Давление данной массы газа при постоянной молярной массе и температуре обратно пропорционально его объему. Это утверждение называют законом Бойля-Мариотта. Закон Бойля-Мариотта описывает изотермический процесс в идеальном газе, масса и молярная масса которого при переходе из начального состояния в конечное не изменяются. График такого процесса в координатах p-V представляет собой параболу (см.рис.).

44.