«Իդեալական գազի վիճակի հավասարում»–ի խմբագրումների տարբերություն

Content deleted Content added

Գծային

07:43, 29 Մարտի 2019-ի տարբերակ

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 $R = 8,3144598(48)$ ։ 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)^[1]։

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

Process	Constant	Known ratio or delta	P₂	V₂	T₂
Isobaric process	Pressure	V₂/V₁	P₂ = P₁	V₂ = V₁(V₂/V₁)	T₂ = T₁(V₂/V₁)
Isobaric process	Pressure	T₂/T₁	P₂ = P₁	V₂ = V₁(T₂/T₁)	T₂ = T₁(T₂/T₁)
Isochoric process (Isovolumetric process) (Isometric process)	Volume	P₂/P₁	P₂ = P₁(P₂/P₁)	V₂ = V₁	T₂ = T₁(P₂/P₁)
	Volume	T₂/T₁	P₂ = P₁(T₂/T₁)	V₂ = V₁	T₂ = T₁(T₂/T₁)
Isothermal process	Temperature	P₂/P₁	P₂ = P₁(P₂/P₁)	V₂ = V₁/(P₂/P₁)	T₂ = T₁
Isothermal process	Temperature	V₂/V₁	P₂ = P₁/(V₂/V₁)	V₂ = V₁(V₂/V₁)	T₂ = T₁
Isentropic process (Reversible adiabatic process)	Entropy	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)
Polytropic process	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)
Isenthalpic process (Irreversible adiabatic process)	Enthalpy	P₂ − P₁	P₂ = P₁ + (P₂ − P₁)		T₂ = T₁ + μ_JT(P₂ − P₁)
		T₂ − T₁	P₂ = P₁ + (T₂ − T₁)/μ_JT		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 {const} .

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 {const} \Rightarrow p\cdot V=\mathrm {const}

․

Գեյ-Լյուսակի՝

p=\mathrm {const} \Rightarrow {\frac {V}{T}}=\mathrm {const}

․

Շառլի օրենք՝

V=\mathrm {const} \Rightarrow {\frac {p}{T}}=\mathrm {const}

․(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․

{\ce {{H_{2}}+Cl_{2}->2HCl.}}

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

{\ce {{N_{2}}+3H_{2}->2{NH_{3}}.}}

Տես նաև

Իդելական գազ
Իրական գազ
Իրական գազի վիճակի հավասարում

Ծանոթագրություն

↑ «Equation of State».

Գրականություն

Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов / Под ред. А. Г. Стромберга. — 7-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2009. — 527 с. — ISBN 978-5-06-006161-1

[Equation_of_State-1] «Equation of State».

[1]

@@ Տող 27. / Տող 27. @@
 Մենդելեևը հայտնաբերեց, որ <math>r</math>-ը ուղիղ համեմատական է <math>\nu</math>-ին և համեմատականության գործակից <math>R</math>-ը անվանեց '''ունիվերսալ գազային հաստատուն։'''
 == Թերմոդինամիկական պրոցեսների աղյուսակ ==
+<br />
-The table below essentially simplifies the ideal gas equation for a particular processes, thus making this equation easier to solve using numerical methods.
-A [[thermodynamic process]] is defined as a system that moves from state 1 to state 2, where the state number is denoted by subscript. As shown in the first column of the table, basic thermodynamic processes are defined such that one of the gas properties (''P'', ''V'', ''T'', ''S'', or ''H'') is constant throughout the process.
-For a given thermodynamics process, in order to specify the extent of a particular process, one of the properties ratios (which are listed under the column labeled "known ratio") must be specified (either directly or indirectly). Also, the property for which the ratio is known must be distinct from the property held constant in the previous column (otherwise the ratio would be unity, and not enough information would be available to simplify the gas law equation).
-In the final three columns, the properties (''P'', ''V'', or ''T'') at state 2 can be calculated from the properties at state 1 using the equations listed.
 {| class="wikitable"
@@ Տող 81. / Տող 75. @@
 |-
 |rowspan="3"| [[Isentropic process]]<br>(Reversible [[adiabatic process]])
-|rowspan="3"| <center>[[Entropy]]{{ref_label|A|a|none}}</center>
+|rowspan="3"| <center>[[Entropy]]</center>
 | <center>P<sub>2</sub>/P<sub>1</sub></center>
 | P<sub>2</sub> = P<sub>1</sub>(P<sub>2</sub>/P<sub>1</sub>)
@@ Տող 115. / Տող 109. @@
 |-
 |rowspan="3"| [[Isenthalpic process]]<br>(Irreversible [[adiabatic process]])
-|rowspan="3"| <center>[[Enthalpy]]{{ref_label|B|b|none}}</center>
+|rowspan="3"| <center>[[Enthalpy]]</center>
 | <center>P<sub>2</sub> − P<sub>1</sub></center>
 | P<sub>2</sub> = P<sub>1</sub> + (P<sub>2</sub> − P<sub>1</sub>)
@@ Տող 127. / Տող 121. @@
 |}
+<br />
-{{Note_label|A|a|none}} '''a.''' In an isentropic process, system [[entropy]] (''S'') is constant. Under these conditions, ''P''<sub>1</sub> ''V''<sub>1</sub><sup>''γ''</sup> = ''P''<sub>2</sub> ''V''<sub>2</sub><sup>''γ''</sup>, where ''γ'' is defined as the [[heat capacity ratio]], which is constant for a calorifically [[perfect gas]]. The value used for ''γ'' is typically 1.4 for diatomic gases like [[nitrogen]] (N<sub>2</sub>) and [[oxygen]] (O<sub>2</sub>), (and air, which is 99% diatomic). Also ''γ'' is typically 1.6 for mono atomic gases like the [[noble gas]]es [[helium]] (He), and [[argon]] (Ar). In internal combustion engines ''γ'' varies between 1.35 and 1.15, depending on constitution gases and temperature.
-{{Note_label|B|b|none}} '''b.''' In an isenthalpic process, system [[enthalpy]] (''H'') is constant. In the case of [[free expansion]] for an ideal gas, there are no molecular interactions, and the temperature remains constant.  For real gasses, the molecules do interact via attraction or repulsion depending on temperature and pressure, and heating or cooling does occur.  This is known as the [[Joule–Thomson effect]].  For reference, the Joule–Thomson coefficient μ<sub>JT</sub> for air at room temperature and sea level is 0.22&nbsp;°C/[[bar (unit)|bar]].<ref>{{Cite journal| pmc=1084398|title= The Joule-Thomson Effect in Air|journal= Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume= 12|issue= 1|pages= 55–58|author= J. R. Roebuck|year= 1926|bibcode= 1926PNAS...12...55R|doi= 10.1073/pnas.12.1.55|pmid=16576959}}</ref>
 == Կապ իդեալական գազի վիճակի մյուս հավասարումների հետ  ==