THE клапейронне рівняння є математичним виразом, який пов'язує величини, такі як тиску (P), об’єм (V), температура (T) і кількість частинок (n), що складають a ідеальний або ідеальний газ. Це рівняння названо на честь французького фізика Павлоемоціяклапейрон і може бути зрозуміле як узагальнення емпіричних законів газиідеальновГей-Люссак, Чарльз і Бойл. Це було основним для вивчення ідеальних газів і дозволило еволюцію Теплові машини, роблячи їх все більш ефективними протягом останніх кількох десятиліть.
Дивіться також: Відкриття фізики, що сталися в результаті нещасного випадку
Рівняння Клапейрона: закон ідеального газу
Рівняння Клапейрона дорівнює випливає з трьох емпіричних законів, тобто закони, які були визначені в результаті експериментів. Такі закони пояснюють поведінку газів у Росії газові перетворенняізоволюметричний (Закон Гей-Люссака), ізобарний (Закон Чарльза) та ізотерми (Закон Бойля). Відповідно до цих законів:
у перетвореннях ізоволюметричний, співвідношення між тиском і термодинамічною температурою ідеального газу залишається постійним;
у перетвореннях ізобарний, співвідношення між об'ємом і термодинамічною температурою ідеального газу постійне;
- у перетвореннях ізотерми, добуток тиску та об'єму ідеального газу залишається постійним.
P - тиск (Па - паскаль)
V - об'єм газу (м³)
Т - термодинамічна температура газу (К - кельвін)
З трьох вищезазначених рівнянь рівняння Клапейрона визначає, яке значення цього має постійний (К) отримані в кожному із згаданих перетворень. Відповідно до рівняння Клапейрона, ця константа дорівнює кількості родимок, помноженому на a константа R, відомий як універсальна постійна ідеальних газів і дорівнює Постійна Больцмана помножений на Номер Авогадро.
Формула
Перевірте формулу, яка відома як рівняннявКлапейрон:
немає - кількість родимок (моль)
Р. - універсальна константа ідеальних газів (R = 0,082 атм. Л / моль. К або 8,314 Дж / моль / К)
Аналізуючи рівняння Клапейрона, можна побачити, що тиску під впливом ідеальних газів прямо пропорційна температурі а також до кількість родимок. Крім того, тиск обернено пропорційний об'єму зайнятий газом.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
О ідеальна газова модель що стало можливим завдяки рівнянню Клапейрона, широко використовується для розробка машин, що працюють на рідини, такі як парові машини та двигуни внутрішнього згоряння.
Кілька важливих результатів можна отримати з рівняння Клапейрона. Наприклад, один з них передбачає, що 1 моль будь-якого ідеального газу займає об'єм 22,4 л при дії тиску 1 атм (1,01.105 Па) і при температурі 273 тис (0 ° C).
Дивіться також: Найважливіші поняття в термології
Розв’язані вправи за рівнянням Клапейрона
Питання 1 - (UECE) Газ, який може мати температуру, об'єм і тиск, пов'язані з PV = nRT, має такі характеристики:
а) дуже велика середня відстань між молекулами, щоб не враховувати міжмолекулярні взаємодії, крім випадків зіткнення; молекули зазнають пружних зіткнень.
б) дуже мала середня відстань між молекулами; молекули зазнають нееластичних зіткнень.
в) дуже велика середня відстань між молекулами, щоб не враховувати міжмолекулярні взаємодії, крім випадків зіткнення; молекули зазнають нееластичних зіткнень.
г) дуже велика середня відстань між молекулами та з сильними міжмолекулярними взаємодіями; молекули зазнають пружних зіткнень.
Дозвіл:
У моделі ідеального газу велика кількість безрозмірних частинок рухається з високою швидкістю у випадкових напрямках. Єдиною взаємодією цих частинок є ідеально пружні зіткнення, тому правильна альтернатива буква а.
Питання 2 - (UFRGS) Розглянемо наступні твердження про ідеальні гази.
Я Константа R, присутня в рівнянні стану для газів pV = nRT, має однакове значення для всіх ідеальних газів.
II. Рівні обсяги різних ідеальних газів при однаковій температурі та тиску містять однакову кількість молекул.
III. Середня кінетична енергія молекул ідеального газу прямо пропорційна абсолютній температурі газу.
Які з них правильні?
а) Тільки я
б) Тільки II
в) Тільки III
г) Тільки I та II
д) I, II та III
Шаблон:
Давайте розглянемо альтернативи:
Я правильно, тому її називають універсальною константою ідеальних газів.
II. правильно. Відповідно до рівняння Клапейрона, якщо два ідеальних гази мають однаковий тиск, температуру та об’єм, то кількість частинок у цих газах дорівнює.
III. правильно. Відповідно до теореми про розподіл енергії, кінетична енергія частинок в ідеальному газі пропорційна його температурі.
Тому правильною альтернативою є буква е.
Запитання 3 - (UFJF) Такі люди, як Клейпейрон, Бойл, Маріотт, Гей-Люссак, ван дер Стіни, серед інших, розробили важливі дослідження, що стосуються властивостей газів. Поведінка реальних газів наближається до ідеальних газів за умов низького тиску, а також газів, що містяться у великому обсязі, та газів, що утримуються при високих температурах. Вважайте, що в лабораторному експерименті ємність об’ємом V повністю закрита і містить 1 моль ідеального газу під тиском 4,0 атм піддається розширенню при постійній температурі, що дорівнює 127 º С, і що поведінка цього газу є поведінкою ідеального газу, як показано в графічний.
У цьому випадку, коли газ займає об'єм, рівний 32,8 л, тиск, який він чинить, буде таким:
(Враховуючи: універсальна константа ідеальних газів становить R = 0,082 атм. Л / моль К.)
а) 0,32 атм
б) 0,40 атм
в) 1,0 атм
г) 2,0 атм
д) 2,6 атм
Дозвіл:
Літера С.
Для розв’язання вправи нам потрібно застосувати дані до рівняння Клапейрона, але перед цим нам потрібно перетворити температуру, яка в градусах Цельсія, на кельвін. Перевіряти:
Автор: Рафаель Хеллербок
Вчитель фізики
