Макроскопические параметры (P, V, T).

Согласно МКТ все тела состоят из атомов или молекул, находящихся в состоянии непрерывного теплового движения.

Тепловое движение молекул газа можно характеризовать кинетической энергией поступательного движения молекулы

.

Из опыта установлено, что при тепловом контакте выравнивается со временем, т.е. молекулы более нагретого газа теряют при соударении энергию, а менее нагретые приобретают её, пока средняя кинетическая энергия всех молекул газа не сравняется. Следовательно, газа может однозначно определить степень нагретости газа и определить направление перехода от более нагретого к менее нагретому телу, но исторически в ранней ТД использовалась мера нагретости тел – температура.

Методами статической физики можно показать, что

-постоянная Больцмана.

В системе СИ температура тела измеряется в градусах по Кельвину в так называемой абсолютной шкале температур, по которой температуру полного замерзания молекул .

На практике часто используют шкалу температур по Цельсию.

Из этого следует формула связи шкал температур:

.

Температура является одной из макроскопических параметров тел.

Давление – другой макроскопический параметр.

Давление газа определяется как отношение силы, с которой он давит на стены сосудов, к площади силы.

Наряду с системной применяются внесистемные единицы давления.

Объём – третий макроскопический параметр.

Газ занимает полный объём сосуда, ему предоставляемый.

Уравнение, связывающее все три параметра: давление, объём, температуру, называется уравнением состояния газа:

.

 

§22. Уравнение состояния идеального газа.

Уравнение Дальтона

 

Уравнение, связывающее все три параметра: давление, объём, температуру, называется уравнением состояния газа:

.

Идеальный газ – некая абстракция, под которой понимают следующую модель: размерами молекул газа можно пренебречь по сравнению с расстоянием между ними, силами межмолекулярного взаимодействия можно пренебречь, исключая процессы соударения между ними, как абсолютно упругими шариками.

Пусть идеальный газ находится в сферическом сосуде радиуса R. Найдём давление, которое газ оказывает на стенки сосуда.

Молекула с номером i, массой движется со скоростью ударяется о стенку в т.А абсолютно упруго, передаёт стенке импульс, равный .

Время между соударениями молекул равно: , тогда средняя сила действующая на стенку со стороны i-той молекулы:

, а сила действия со стороны всех молекул газа равна: .

Давление же будет

Учитывая, что , получим

- концентрация молекул в единице объёма.

- основное уравнение МКТ.

Учитывая, что , получим

- основное уравнение состояния идеального газа.

Представив, что ,

- универсальная газовая постоянная, получим уравнение Клапейрона-Менделеева

- уравнение состояния идеального газа.