klapeirona vienādojums ir matemātiska izteiksme, kas attiecas uz tādiem lielumiem kā spiediens (P), tilpums (V), temperatūra (T) un daļiņu skaits (n), kas veido a ideāla vai ideāla gāze. Šis vienādojums ir nosaukts franču fiziķa vārdā Pāvilsemileklapeirons un to var saprast kā vispārēja empirisko likumu gāzesideālsiekšāGejs-Lusaks, Čārlzs un Boils. Tas bija fundamentāls ideālo gāzu izpētei un ļāva attīstīties Termiskās mašīnas, padarot tās arvien efektīvākas pēdējās desmitgadēs.
Skatīt arī: Fizikas atklājumi, kas notika nejauši
Kleipirona vienādojums: ideāls gāzes likums
Kleipirona vienādojums ir atvasināts no trim empīriskiem likumiem, tas ir, likumi, kas tika noteikti pēc eksperimentiem. Šādi likumi izskaidro gāzu uzvedību gāzes transformācijasizovolumetrisks (Gay-Lussac likums), izobarisks (Kārļa likums) un izotermas (Boila likums). Saskaņā ar šiem likumiem:
pārvērtībās izovolumetrisks, ideālas gāzes spiediena un termodinamiskās temperatūras attiecība paliek nemainīga;
pārvērtībās izobarisks, ideālas gāzes tilpuma un termodinamiskās temperatūras attiecība ir nemainīga;
- pārvērtībās izotermas, ideālās gāzes spiediena un tilpuma reizinājums paliek nemainīgs.
P - spiediens (Pa - pascal)
V - gāzes tilpums (m³)
T - termodinamiskā gāzes temperatūra (K - kelvins)
No trim iepriekšminētajiem likumiem Kleipirona vienādojums nosaka, kāda ir šī vērtība nemainīgs (K) iegūti katrā no iepriekšminētajām transformācijām. Saskaņā ar Kleipirona vienādojumu šī konstante ir vienāda ar molu skaitu, kas reizināts ar a nemainīgs R, kas pazīstams kā ideālo gāzu universālā konstante un ir vienāda ar Boltzmana konstante reizināts ar Avogadro numurs.
Formula
Pārbaudiet formulu, kas pazīstama kā vienādojumsiekšāKlapeirons:
Nē - molu skaits (mol)
R - ideālo gāzu universālā konstante (R = 0,082 atm.l / mol. K vai 8,314 J. mol / K)
Analizējot Kleipirona vienādojumu, var redzēt, ka spiediens ko rada ideālas gāzes, ir tieši proporcionāla temperatūrai un arī uz molu skaits. Turklāt spiediens ir apgriezti proporcionāls tilpumam ko aizņem gāze.
O ideāls gāzes modelis kas ir iespējams ar Kleipirona vienādojumu, tiek plaši izmantots mašīnu izstrāde, ko darbina šķidrumi, piemēram, tvaika darbināmas mašīnas un iekšdedzes dzinēji.
Izmantojot Kleipirona vienādojumu, varēja iegūt vairākus svarīgus rezultātus. Piemēram, viens no tiem paredz, ka 1 mols jebkuras ideālas gāzes aizņem tilpumu 22,4 l kad to pakļauj spiedienam 1 atm (1,01.105 Pa) un temperatūrā 273K (0 ° C).
Skatīt arī: Vissvarīgākie termoloģijas jēdzieni
Atrisināti vingrinājumi Kleipirona vienādojumā
1. jautājums - (UECE) Gāzei, kuras temperatūru, tilpumu un spiedienu var saistīt ar PV = nRT, ir šādas īpašības:
a) ļoti liels vidējais attālums starp molekulām, lai neņemtu vērā starpmolekulāro mijiedarbību, izņemot gadījumus, kad notiek sadursme; molekulas piedzīvo elastīgas sadursmes.
b) ļoti mazs vidējais attālums starp molekulām; molekulas piedzīvo neelastīgas sadursmes.
c) ļoti liels vidējais attālums starp molekulām, lai neņemtu vērā starpmolekulāro mijiedarbību, izņemot gadījumus, kad notiek sadursme; molekulas piedzīvo neelastīgas sadursmes.
d) ļoti liels vidējais attālums starp molekulām un ar spēcīgu starpmolekulāru mijiedarbību; molekulas piedzīvo elastīgas sadursmes.
Izšķirtspēja:
Ideālā gāzes modelī liels skaits bezizmēra daļiņu pārvietojas lielā ātrumā nejaušos virzienos. Vienīgā mijiedarbība, ko cieš šīs daļiņas, ir pilnīgi elastīgas sadursmes, tāpēc pareizā alternatīva ir burts a.
2. jautājums - (UFRGS) Apsveriet šādus apgalvojumus par ideālām gāzēm.
Es Konstantei R, kas atrodas gāzu stāvokļa vienādojumā pV = nRT, ir vienāda vērtība visām ideālajām gāzēm.
II. Vienāds dažādu ideālo gāzu tilpums vienā temperatūrā un spiedienā satur vienādu molekulu skaitu.
III. Ideālas gāzes molekulu vidējā kinētiskā enerģija ir tieši proporcionāla gāzes absolūtajai temperatūrai.
Kuras ir pareizas?
a) Tikai es
b) Tikai II
c) Tikai III
d) Tikai I un II
e) I, II un III
Veidne:
Apskatīsim alternatīvas:
Es pareizi, tāpēc to sauc par ideālo gāzu universālo konstanti.
II. pareizi. Saskaņā ar Kleipirona vienādojumu, ja divām ideālām gāzēm ir vienāds spiediens, temperatūra un tilpums, tad daļiņu skaits šajās gāzēs ir vienāds.
III. pareizi. Saskaņā ar enerģijas ekvivalenta teorēmu daļiņu kinētiskā enerģija ideālā gāzē ir proporcionāla tās temperatūrai.
Tāpēc pareizā alternatīva ir e burts.
3. jautājums - (UFJF) Tādi vīrieši kā Clapeyron, Boyle, Mariotte, Gay-Lussac, van der Walls, cita starpā, ir izstrādājuši svarīgus pētījumus, kas saistīti ar gāzu īpašībām. Patieso gāzu uzvedība ir tuvināta ideālajām gāzēm zemā spiediena apstākļos, kā arī gāzēm, kas atrodas lielā tilpumā, un gāzēm, kuras tur augstā temperatūrā. Apsveriet, ka laboratorijas eksperimentā V tilpuma tvertne ir pilnībā aizvērta un satur 1 mol ideālas gāzes zem 4,0 spiediena atm tiek pakļauta izplešanās pastāvīgā temperatūrā, kas vienāda ar 127 ° C, un ka šīs gāzes uzvedība ir tāda pati kā ideālajai gāzei, kā parādīts grafisks.
Šajā gadījumā, kad gāze aizņem tilpumu, kas vienāds ar 32,8 L, tās radītais spiediens būs:
(Ņemot vērā: ideālu gāzu universālā konstante ir R = 0,082 atm. L / mol. K.)
a) 0,32 atm
b) 0,40 atm
c) 1,0 atm
d) 2,0 atm
e) 2,6 atm
Izšķirtspēja:
C. burts
Lai atrisinātu vingrinājumu, mums jāpielieto dati Kleipirona vienādojumā, bet pirms tam temperatūra, kas ir grādos pēc Celsija, jāpārveido par kelvīnu. Pārbaudiet:
Autors Rafaels Hellerboks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-equacao-clapeyron.htm