Уравнение молекулярно-кинетической теории для давления (уравнение Клаузиуса).

Опытные газовые законы. Уравнение состояния идеального газа.

Газовые законы были установлены в 17–18 веках экспериментально. Однако, их можно получить, используя основные положения молекулярно-кинетической теории идеальных газов.

Закон Бойля–Мариотта. Утверждение закона Бойля — Мариотта состоит в следующем^[3][4][5]:

При постоянных температуре и массе газа произведение давления газа на его объём постоянно.

В математической форме это утверждение записывается в виде формулы

где — давление газа; — объём газа, а — постоянная в оговоренных условиях величина. В общем случае значение определяется химической природой, массой и температурой газа.

. Закон Гей-Люссака. — при постоянном давлении объём постоянной массы газа пропорционален абсолютной температуре

Объем V данной массы газа при постоянном давлении газа прямо пропорционален изменению температуры

Закон Гей-Люссака справедлив только для идеальных газов, реальные газы подчиняются ему при температурах и давлениях, далеких от критических значений. Является частным случаем уравнения Клайперона.

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:

Уравнение молекулярно-кинетической теории для давления (уравнение Клаузиуса).

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса — термодинамическое уравнение, относящееся к квазистатическим (равновесным) процессам перехода вещества из одной фазы в другую (испарение, плавление, сублимация, полиморфное превращение и др.). Согласно уравнению, теплота фазового перехода (например, теплота испарения, теплота плавления) при квазистатическом процессе определяется выражением

где — удельная теплота фазового перехода, — изменение удельного объёма тела при фазовом переходе.

уравнение - клапейрона-клаузиуса обычно используют для изучения влияния температуры на равновесное давление пара над жидкостью или твердым веществом (определяют dp/dT); обратная величина dT/dp описывает влияние давления на температуру кипения или сублимации.

 

К. — К. у. может служить для расчёта любой из величин, входящих в уравнение, если остальные известны. В частности, с его помощью рассчитывают теплоты испарения, экспериментальное определение которых сопряжено со значительными трудностями