Идеал газ күйінің теңдеуін жазыңыз және түсіндіріңіз

Газдың қандай күйде тұрғанын білу үшін оның термодинамикалық параметрлерін, яғни қысымды, температураны, көлемді білу қажет. Термопараметрлердің біреуінің өзгерісі оның басқа параметрлерінің өзгеруіне әкеп соғады. Бұл параметрлерді байланыстыратын теңдеу газ күйінің теңдеуі деп аталады. Осы теңдеуді молекулалы-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуін пайдалана отырып, шығарып көрейік. Бізге p = nkТ екені белгілі. Газ молекулаларының концентрациясын n = N/V ескеріп, p = NkT/ V аламыз. Осыдан pV = NkT шығады. Газ молекулаларының санын газдың зат мөлшері арқылы табамыз: N = {\displaystyle \,\nu } N_A = mN_A / M. Осыны ескерсек, pv= . {\displaystyle {{p}{V}}={\frac {m}{M}}{{N_{A}}{k}{T}}}Екі тұрақты санның - Авагадро санының және Больцман тұрақтысының көбейтіндісіне тең шаманың өзі де тұрақты шама. Оны универсал газ тұрақтысы деп атайды:

{\displaystyle {R}={\frac {k}{N_{A}}}}R = 1,38 ˑ 10^-23 Дж/K ˑ 6,02 ˑ 10²³ 1/моль = 8,31 Дж/ K ˑ моль.

 

Идеал газ үшін Бернулли теңдеуінің жазылуы. Теңдеудің энергетикалық және геометриялық мәнін түсіндіріңіз

Идеал газ үшін{\displaystyle {\frac {v^{2}}{2}}+gh+\left({\frac {\gamma }{\gamma -1}}\right){\frac {p}{\rho }}=\mathrm {const} }:

(ток сызықтары бойында тұрақты)

мұндағы

{\displaystyle \gamma ={\frac {C_{p}}{C_{V}}}} — газдың адиабаттық тұрақтысы

{\displaystyle p} p— газдың нүктедегі қысымы

{\displaystyle \rho } — газдың нүктегі тығыздығы

{\displaystyle v} — газдың ағу жылдамдығы

{\displaystyle g} g— еркін құлау үдеуі

{\displaystyle h} h— салыстырмалы координаттар басынан биіктігі

Біртекті емес өрісте қозғалса {\displaystyle gh}gh гравитациялық өріс потенциалымен алмастырылуы керек.

Идеал газдар үшін Гей-Люссак заңы

Тұрақты қысымда жүретін (dp = 0, p = const) процесс – изобаралық процесс. Процестің қисығы изобара деп аталады. Идеал газдың күй теңдеуінен p = const табамыз:

Бұл қатынас Гей-Люссак заңы деп аталады. Ол 1-2 процесс үшін

Изобаралық процесте газдың бір мөлшеріндегі көлемі абсолюттік температураға тура пропорционал өзгереді. Кеңею кезінде оның температурасы жоғарылайды, қысу кезінде төмендейді.

Идеал газдардың күй теңдеуі

Идеал газдардың негізгі термодинамикалық процестері

Изотермиялық бет, температура градиенті, температуралық өріс және жылу ағынының тығыздығы ұғымдарына анықтама беріңіз

Температуралық өрісті изотермиялық беттер көмегімен сипаттауға болады. Изотермиялық бет деп берілген уақыт кезеңінде бірдей температурада болатын нүктелердің геометриялық орыны аталады. Әртүрлі температураға сәйкес келетін изотермиялық беттер өзара қиылыса алмайды, олар өзінде тұйықталады немесе дене беттігінде шектеледі. Әртүрлі температураға әртүрлі изотермалар сәйкес келеді. Изотермалар бойлығында температура өзгермейді, яғни жылуалмасу болмайды. Температура тек қана изотерманы қиып өтетін бағыттарда айырмашылықты болады. Ұзындық бірлігінде температураның ең үлкен құламасы изотермиялық бетке нормаль п бағытында орын алады. Изотермиялық бетке нормаль бағытында температураның жоғарылауы температура градиентімен сипатталады. Температура градиенті – нормаль бойынша изотермиялық бетке бағытталған және сан жағынан осы бағыттағы температура туындысына тең вектор. Температуралық өріс деп зерттелетін кеңістіктің әрбір нүктесі үшін температуралардың сол сәттегі мәндерінің жиынтығын атайды. Жылуберіліс үшін маңызды шамалардың бірі, жылу ағынының тығыздығы q векторы. Био гипотезасына сәйкес жылу ағыны температура градиентіне пропорционал