Газы и их свойства

1. Газы и их свойства

2.

Что же такое газы?
Что бы ответить на этот вопрос, надо
изучить свойства газа.

3. ДАВЛЕНИЕ ГАЗА

Волейбольная камера при накачивании
раздувается во все стороны

4.

Поведение газа с позиции трех
положений МКТ:
1. Газ состоит из молекул
2. Молекулы хаотично и беспрерывно
движутся
3. Молекулы взаимодействуют между
собой

5.

Идеальный газ —модель газа, в которой
предполагается, что потенциальной
энергией молекул можно пренебречь по
сравнению с их кинетической энергией

6. Микроскопические параметры идеального газа

1.
2.
3.
Масса молекул
Скорость движения молекул
Энергия молекул

7.

n
N
V
Концентрация – это физическая
величина, измеряемая отношением
числа частиц к объему, в котором они
находятся.
N
n
V

8.

Давление – макроскопический параметр
(обозначается латинской буквой P) и
определяется ударами молекул. данная
величина зависит от массы молекулы,
ее скорости движения и от
концентрации: (где m0 – масса одной
молекулы).

9.

Данная величина зависит от:
- массы молекулы
- скорости движения
- концентрации
p k m0 n v
2

10. Преобразование

1
2
P m0 V n
3
замена
получаем
2
p n E
3
E
m0 V 2
2

11.

Давление идеального газа на стенки
сосуда прямо пропорционально
концентрации молекул в сосуде и их
средней кинетической энергии.

12.

Давление газа связано с одним из его
свойств, которое называется упругостью.
Свойство упругости используется во
многих механизмах.

13. Применение

-Компрессоры
-вентиляторы
-кессоны
-отбойный молоток

14. Температура

В ванную с тающим льдом поместим
разные по объему сосуды,
заполненными различными газами при
разных давлениях так, чтобы число
молекул в сосудах также было
различным

15.

В результате установится тепловое
равновесие, и давление газов перестанет
меняться. Газы будут иметь такую же
температуру, как и окружающий их лед.
Эту температуру мы назовем нулем
градусов.

16.

Экспериментально выявленный факт
можно объяснить, предположив, что при
тепловом равновесии средние
кинетические энергии молекул всех
газов одинаковые, следовательно, и
температура будет являться мерой
средней кинетической энергии.
3 pV
E
2 N

17.

Чем же измеряется температура и какова
единица ее размерности?
Прибор для измерения температуры
называется – термометр, а измеряется в
градусах Цельсия.
3
1C k
2
0
23
k
1
,
38
10
Дж, где
Дж/град
k- постоянная Больцмана

18.

3
Так как на 1 градус приходится k Дж и
2
на T градусов приходится E Дж, то
из решения
составленной пропорции следует, что
3
E kT
2

19.

При изменении температуры идеального
газа на 1 градус, средняя кинетическая
энергия каждой из молекул изменяется на
3
k
2
3
23
1
,
38
10
джоулей (на
Дж).
2

20.

Мы пришли к важному выводу:
средняя кинетическая энергия
хаотичного поступательного
движения
молекул одноатомного идеального
газа
прямо пропорциональна его
температуре.

21.

Если Е=0, то Т=0. Это соображение
определяет одну опорную точку, которая
носит абсолютный характер и, поэтому,
может быть названа абсолютным
нулем.

22.

Шкала температур, у которой ноль
соответствует такому состоянию, с
интервалами, равными интервалам в
шкале Цельсия, называется шкалой
Кельвина, а сама температура,
измеренная по этой шкале, называется
абсолютной температурой.

23.

соотношение между температурными
шкалами Цельсия и Кельвина:
t T 273,15

24. Газовые законы

макроскопические параметры газа
(
p, V , T
) взаимосвязаны

25. Нам известно, что :

2
Давление газа на стенки сосуда : p n E
3
3
Средняя кинетическая энергия : E kT
2
Следовательно, между давлением газа,
концентрацией молекул и абсолютной
температурой существует зависимость:
p nkT

26.

N
Так как n
, а число молекул N в
V
объеме V - через число Авогадро N a
и количества вещества
, которое
связано с
массой газа
и его молярной массой
m
( ) , то мы переходим к следующему
соотношению:
m
m
pV
N a kT

27.

Очевидно, произведение постоянных N a и
k тоже будет постоянным. Поэтому
лучше обозначить его буквой R . В
физике эта величина называется
универсальной газовой постоянной, и она
равна:
Äæ
R 8,31
Ê ìîëü

28.

В итоге мы имеем уравнение, имеющее
название Менделеева – Клапейрона:
pV
m
RT

29.

Если какой-либо параметр газа остается в
процессе изменения его состояния
постоянным ,то такие процессы
называются изопроцессами.

30. Изотермический процесс.

p1 V1
Если T const , то pV const ,
p 2 V2
Линия на графике
называется
изотермой

31. Изохорический процесс.

Если V const , то
p
const
T
,
p1 T1
p 2 T2
Линия на графике
называется
изохорой

32. Изобарный процесс.

Если p const
V
, то
const
T
,
V1 T1
V2 T2
Линия на графике
называется
изобарой