Идеал газ заңдары

Идеал газдар бағынатын заңдар әлдеқашан ашылған болатын. Бұл заңдардың барлығын да кинетикалық теория теңдеуінен шығарып алуға болады.

 

Бойль-Мариотт заңы.Газды тұрақты температура кезінде қарастырсақ, мұндай шарттар изотермиялық деп аталады. Егер (10.9) теңдеуінде деп алатын болсақ, онда теңдіктің оң жағының тұрақты болып шығатындығы анық, яғни (10.11). Бұл теңдеуді изотерма теңдеуі деп атайды және ол Бойль-Мариотт заңының математикалық өрнегі болып табылады: газдың берілген массасы үшін тұрақты температура кезінде оның қысымы мен көлемінің көбейтіндісі тұрақты болып қалады.

Түрліше температуралар үшін қысымның көлемге тәуелділігі 1. суретте көрсетілген. Изотермалар деп аталатын бұл қисықтар гиперболалар болып табылады.

Гей Люссак заңы. Енді газдың қысымы тұрақты болып қалып, оның температурасы мен көлемі өзгеретін болсын. Мұндай шартты орындау үшін газды жылжымалы поршенмен жабылған цилиндрге ұстайық. Мұндай цилиндрдегі газдың температурасын өзгерткен кезде газдың қысымы өзгеріп, ол поршенді жылжытады да, газдың көлемі де өзгереді. Газ тепе-теңдік күйіне келген кезде газ қысымы бастапқы мәнін қабылдайды. (10.10) теңдеуінен көріп отырғандай, мұндай жағдайда газ көлемінің оның температурасына қатынасы өзгеріссіз қалады:

Изобара теңдеуідеп аталатын бұл теңдеу Гей-Люссак заңының математикалық өргені болып табылады; Изобара графигі жоғарыдағы өрнектен көріп отырғанымыздай, координаттар басынан шығатын түзу болып табылады.

Шарль заңы. Егер процесс кезінде газдың көлемі өзгеріссіз қалатын болса, онда газ күйі теңдеуінен қатынасының өзгеріссіз қалатындығы шығады:

(10.13) Теңдеу Изохора теңдеуі деп аталады және Шарль заңының мазмұны болып табылады.