Уравнение состояния идеального газа

Опытным путем было получено отношение, которое равно постоянной велечине.

При условии, что газ имеет Р = 1,01∙10⁵Па,

Т = 273 К, V = 22,4·10^-3 м³/моль (нормальные условия).

.

Полученное значение называется универсальной газовой постоянной и обозначается R. В соответствии с принятым обозначением для одного моля газа

.

Для идеального газа молярной массой μ и массой M

(6.20)

где ν – число молей в газе массой М.

Уравнение (6,20) носит название уравнения Менделеева-Клапейрона. Преобразуем его, умножив числитель и знаменатель на число Авогадро

где k = R/N_А = 8,31/6,023·10²³= 1,38·10^-23Дж/К постоянна Больцмана,

N = N_A — число молекул в газе массой М.

Учитывая приведенные выше обозначения и определение кон­центрации n = N/V, запишем

(6.21)

Давление идеального газа зависит только от концентрации молекул и температуры газа, но не зависит от массы молекул. В случае механической смеси газов, не вступающих в химические реакции, давление определяется по формуле Р = nkT,

где n=n₁+n₂+n₃+…n_i – суммарная концентрация смеси.

Приравняем правые части уравнений (7.15.)(7.17):

и определим энергию поступательного движения молекулы

(6.22)

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре и является мерой интенсивности теплового движения молекул. Соответственно температура