Ihanteellinen kaasunpaine

Ennen kuin puhutte ihanteellisen kaasun paineesta, sinun on selvennettävä "ihanteellisen kaasun" käsitteen sisältö. Ja tämä käsite luonnehtii matemaattisen mallin, yleiskerroksen, joka olettaa, että interaktiivisten molekyylien potentiaalin ja kineettisen energian jakautuminen on sellainen, että potentiaalisen energian suuruus voidaan jättää huomiotta. Kemiallinen-fysikaalinen merkitys on se, että oletetaan, että kaasujen sijaintipaikan seinämien absoluuttinen elastisuus ja lisäksi molekyylien houkuttelevien voimien suuruus vaikuttavat niiden vaikutusta aluksen seinämiin ja toisiinsa nähden merkityksettömiksi.

Tämä ymmärrys ihanteellisen kaasun olemuksesta on erittäin laaja sovellus kaasutermodynamiikan ongelmien ratkaisemisessa.

Fysikaalisessa mielessä on ideaalikaasun vaihteluja: klassinen, jonka ominaisuudet määräytyvät mekaniikan klassisen lainsäädännön ja kvantin mukaan, joiden luonne on peräisin kvanttimekaniikan periaatteista.

Ensimmäinen, joka laati yleisen yhtälön, oli suuri ranskalainen fyysikko Benois Clapeyron. Hän kehitti myös ihanteellisen kaasun teorian perusperiaatteet, jotka perustuvat kaikkiin nykyaikaisiin teorioihin, jotka tutkivat erilaisia kaasuja.

Lähtökohtana on, että ihanteellinen kaasun paine on pysyvä muuttumaton lineaariselle luonnollisuudelle riippuen sen tilavuudesta lämpötilaan. On otettava huomioon eräät ehdolliset oletukset:

- ideaalisen kaasun molekyylin halkaisija on pieni sen laajuuden laiminlyönnin sallimiseksi;

- molekyylien välinen liikemäärä voidaan välittää vain törmäyksissä, joten se voidaan jättää huomiotta ja vetovoima niiden välille;

- kaasumolekyylien energian kokonaisarvo tunnistetaan vakiona ilman lämmönsiirtoa ja tämän kaasun työtä. Tällöin ihanteellisen kaasun paine riippuu pulssien arvojen summasta, jotka syntyvät, kun molekyylit törmäävät aluksen seinämiin.

Opetuksen olemassaolon aikana monet tutkijat osallistuivat kaasujen fysikaalis-kemiallisen luonteen tutkimiseen, ja monien lähestymistapojen lähestymistavat eivät olleet samat. Tämä johti siihen, että fyysisen teorian mukaan ihanteellisen kaasun luokittelu katsotaan näiden lakien näkökulmasta katsottuna, että yksi tai toinen fyysikko - Fermi-kaasu, Bose-kaasu ja muut - laati tutkimuksensa perusteella. Esimerkiksi vastaavan lähestymistavan mukaan tarkasteltavana oleva kaasu täyttää samanaikaisesti Boyle-Mariotte- ja Gay-Lussac-lakit: pV = bT, jossa p on paine ja T on absoluuttinen lämpötila. Mendelejevin kaava antaa laajemman kuvan ominaisuuksista: pV = m / M x RT, jossa R on kaasuvakio, M on molaarinen massa ja m on massa.

Yksi aikaisimmista ja kehittyneimmistä käsitteistä kaasujen ominaisuuksista oli sellaisten ominaisuuksien kuvaus kuin ihanteellisen kaasun paine. Tässä käsitteessä oli kuitenkin puutteita, jotka liittyivät yksipuoliseen tutkimukseen. Näin ollen, vaikka mittaamalla paineita, emme voi määrittää kunkin yksittäisen molekyylin kineettisen energian keskiarvojen parametreja ja myös näiden molekyylien pitoisuutta alustassa. Sen vuoksi tarvitaan tietty parametri, jonka avulla on mahdollista ratkaista syntynyt ongelma. Fyysikot ovat ehdottaneet lämpötilaa tällaiseksi arvoksi. Tämä skalaarimäärä termodynamiikassa antaa idean järjestelmän lämpötilasta ja sen dynamiikasta. Kaasujen teorian mukaan lämpötila on myös tärkeä molekyylikineettinen parametri, koska se kuvaa kaasumolekyylien käyttäytymistä astiaan ja heijastaa myös niiden keskimääräistä kineettistä energiaa. Tätä arvoa kutsutaan Boltzmannin vakiona.

Jotta vältetään korkeamman matematiikan monimutkaisuus, kun etsitään paine-kaavaa , on välttämätöntä ottaa käyttöön joitain yksinkertaistuksia keinotekoisesti:

- molekyylien muoto voidaan esittää palloksi;

- molekyylien välinen etäisyys on äärettömän suuri, pois lukien vetovoiman vaikutukset;

- molekyylien liikkeen nopeus asetetaan keskiarvotasolle;

- edustavat aluksen seinämät täysin joustaviksi.

Tästä syystä voimme saada aikaan kaavan, jossa ihanteellisen kaasun paine on aluksen seinämään nähden kohtisuorassa vaikuttavan voiman murto-osa, jonka pinta-ala vaikuttaa siihen: p = F / S.

Samoissa tapauksissa, kun yksinkertaistamme eivät toimi sen selvittämiseksi, miten ihanteellinen kaasun paine muuttuu, lisäarvot on otettava käyttöön tähän yksinkertaiseen kaavaan.