Постоянная Авогадро

Количество вещества ν равно отношению числа молекул в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода, то есть количеству молекул в 1 моле вещества.
ν = N / N_A
где N – количество молекул в данном теле, N_A – количество молекул в 1 моле вещества, из которого состоит тело. N_A – это постоянная Авогадро. Количество вещества измеряется в молях. Постоянная Авогадро – это количество молекул или атомов в 1 моле вещества. Эта постоянная получила своё название в честь итальянского химика и физика Амедео Авогадро (1776 – 1856). В 1 моле любого вещества содержится одинаковое количество частиц.
N_A = 6,02 * 10²³ моль^-1 Молярная масса – это масса вещества, взятого в количестве одного моля:
μ = m₀ * N_A
где m₀ – масса молекулы. Молярная масса выражается в килограммах на моль (кг/моль = кг*моль^-1). Молярная масса связана с относительной молекулярной массой соотношением:

μ = 10^-3 * M_r [кг*моль^-1]
Масса любого количества вещества m равна произведению массы одной молекулы m₀ на количество молекул:
m = m₀N = m₀N_Aν = μν
Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе:

ν = m / μ
Массу одной молекулы вещества можно найти, если известны молярная масса и постоянная Авогадро:
m₀ = m / N = m / νN_A = μ / N_A

36 вопрос

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями. В расширенной модели идеального газа частицы, из которого он состоит, имеют также форму в виде упругих сфер или эллипсоидов, что позволяет учитывать энергию не только поступательного, но и вращательно-колебательного движения, а также не только центральные, но и нецентральные столкновения частиц и др.^[1

Уравнение состояния термодинамической системы представляет собой аналитическую формулу, связывающую параметры состояния системы. Если состояние системы может быть полностью описано с помощью трех параметров: давления , объема и температуры , то уравнение состояния в самом общем виде будет иметь форму:

.

(2.1)

Конкретный вид этой формулы зависит от физических свойств рассматриваемой термодинамической системы.

Обобщение многочисленных экспериментальных данных показывает, что большинство газов при комнатной температуре и давлении порядка одной атмосферы (при нормальных условиях) с достаточно высокой точностью могут быть описаны уравнением состояния, называемым уравнением Клапейрона-Менделеева:

,

(2.2)

где: - давление газа, - занимаемый им объем, - количество молей газа, - универсальная газовая постоянная, - абсолютная температура. Уравнение (2.2) названо в честь французского физика Бенуа Поля Эмиля Клапейрона (1799 - 1864) и русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева (1834 - 1907).

В рамках термодинамического подхода газ, уравнение состояния которого, связывающие параметры , , и , является уравнением Клапейрона-Менделеева (2.2), называется идеальным газом. При нормальных условиях наиболее близкими по своим свойствам к идеальному газу являются водород и гелий.

Законы идеального газа

Давление p, объем V и температура T идеального газа связаны между собой уравнением Менделеева–Клапейрона:

Здесь ν – количество вещества, R = 8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная.

Если температура газа остается постоянной, то выполняется закон Бойля–Мариотта:

pV = const.

Рис. 1. Изотермический процесс

Если постоянным остается давление, то выполняется закон Гей-Люссака:

Рис. 2. Изобарный процесс

Наконец, если постоянен объем, то справедлив закон Шарля:

37 вопрос

Уравнение состояния идеального газа (иногда уравнение Клапейрона или уравнение Менделеева — Клапейрона) — формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид:

,

где

• — давление,
• — молярный объём,
• — универсальная газовая постоянная
• — абсолютная температура,К.

Так как , где — количество вещества, а , где — масса, — молярная масса, уравнение состояния можно записать:

Эта форма записи носит имя уравнения (закона) Менделеева — Клапейрона.Уравнение, выведенное Клапейроном содержало некую неуниверсальную газовую постоянную , значение которой необходимо было измерять для каждого газа:

Менделеев же обнаружил, что прямо пропорциональна , коэффициент пропорциональности он назвал универсальной газовой постоянной.

Дата добавления: 2014-01-04