Ідеальний газ. Рівняння Клапейрона-Менделєєва. Формули і приклад завдання

Термодинамічні параметри ідеальних газів

Існує три основних параметри для опису ідеальних газів і одна додаткова макроскопічна характеристика. Перерахуємо їх:

  • Температура T – відображає кінетичну енергію молекул і атомів в газі. Виражається в K (кельвінах).
  • Обсяг V – характеризує просторові властивості системи. Визначається в метрах кубічних.
  • Тиск P обумовлено впливом частинок газу на стінки його містить судини. Вимірюється у системі СІ ця величина в паскалях.
  • Кількість речовини n – одиниця, яку зручно використовувати при описі великих кількостей частинок. В СІ n виражається в молях.
  • Далі в статті буде наведена формула рівняння Клапейрона, в якій присутні всі чотири описаних характеристики ідеального газу.

    Універсальне рівняння стану

    Рівняння стану ідеального газу Клапейрона прийнято записувати у такій формі:

    P*V = n*R*T

    Рівність показує, що добуток тиску на об’єм повинно бути пропорційно добутку температури на кількість речовини для будь-якого ідеального газу. Величина R називається універсальною газовою сталою і одночасно коефіцієнтом пропорційності між основними макроскопічними характеристиками системи.

    Слід відзначити важливу особливість цього рівняння: воно не залежить від хімічної природи і складу газу. Саме тому його часто називають універсальним.

    Вперше це рівність було отримано в 1834 році французьким фізиком і інженером Емілем Клапейроном в результаті узагальнення експериментальних законів Бойля-Маріотта, Шарля і Гей-Люссака. Однак Клапейрона використав кілька незручну систему констант. Згодом усі константи Клапейрона були замінені на одну єдину величину R. Зробив це Дмитро Іванович Менделєєв, тому записане вираз називають формулою рівняння Клапейрона-Менделєєва.