logo
Калугин

1.2 Мкт газов.

Газ будучи заключенным в оболочку давит на нее. Давление объясняется ударениями движущихся молекул о стенки сосуда, с передачей импульса p=mv. Хаотическое движение приводит к тому, что давление газа одинаково во всех направлениях, для объяснения свойств используют модель идеального газа.

Газ считается идеальным, если:

Эти условия выбраны, т.к. они могут осуществляться в некоторых случаях для реальных газов. Т.о. при соответствующем разряжении, комнатной температуре и атмосферном давлении, реальные газы слабо отличаются от идеальных. Основное уравнение МКТ газа выглядит следующим образом:

P=(1/3)nm0v2 (1.6)

Где p- давление, m0- масса молекулы, n- концентрация молекул, v2- среднеквадротичная скорость. Т.к. классическая энергия равна mv2/2, то подставив ее в выражение давления получим уравнение МКТ идеального газа:

P=(2/3)nEкин (1.7)

Определив давление нельзя узнать кинетическую энергию и концентрацию, т.к. их нахождение связано с физической величиной, называемой температурой. Температура описывает состояние термодинамического равновесия, такое состояние при котором не происходит изменения микроскопических параметров. Т.о. температура, как ТД параметр характеризует тепловые состояния системы и измеряется степенью отклонения принятой за ноль. Температура, как МК величина, характеризует интенсивность хаотичного движения молекул, оцениваемого их средней кинетической энергией:

Екин=(3/2)kT (1.8)

Где k- постоянная Больцмана, равная отношению универсальной газовой постоянной к числу Авогадро, равна 1,38*10-23 Дж/К. а универсальная газовая постоянная равна Rm=RM (1.9)

где Rm=8,31 [Дж/мольК], R=[Дж/кгК] справочная величина зависит от природы газов. Универсальная газовая постоянная показывает, какую работу совершает 1 моль идеального газа при нагревании на 1 K.

В ТЭФ вводиться понятие среднеквадратичной скорости частиц:

v2=nk=1vк2/N (1.10)

v2=3RT/M (1.11)

Однако более вероятная квадротичная скорость равна 2RT/M.

Состояние системы можно полностью определить, зная параметры (основные параметры состояния):

Уравнения, связывающие эти 3 параметра, являются результатом обобщения опытных данных, и их следует принимать следующим образом: при переходе данной массы газа из одного состояния в другое произведение давления на объем, деленное на абсолютную температуру, есть величина постоянная:

(p1V1)/T1=(p2V2)/T2 pV=const (1.12)

(14) - уравнение состояния идеального газа.

Для произвольной массы газа единичное состояние описывается уравнением Менделеева-Клапейрона:

pV=(m/M)RT (1.13)

уравнение Менделеева-Клапейрона показывает, что для данной массы какого-либо газа, возможно изменение трех параметров характеризующих состояние идеального газа. Однако многие процессы в производстве и природе происходят так, что достаточно изменить 2 параметра из 5. особую роль в технологии играют 3 изопроцесса., изопроцесс происходящий с данной массой газа при одном постоянном параметре из трех. Используя уравнение состояния можно получить законы для изопроцессов.