Рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва-Клапейрона). Висновок рівняння ідеального газу

Закон Бойля-Маріотта

Перш ніж записати рівняння стану ідеального газу, наведемо ряд приватних законів і принципів, експериментальне відкриття яких призвело до виведення цього рівняння.

Почнемо з закону Бойля-Маріотта. У 1662 році британський фізико-хімік Роберт Бойль і в 1676 французький фізико-ботанік Эдм Маріотт незалежно встановили наступний закон: якщо температура в газовій системі залишається постійною, то створюється газом тиск в ході будь-якого термодинамічного процесу виявляється обернено пропорційним його об’єму. Математично це формулювання може бути записана наступним чином:

P * V = k1 при T = const, де

  • P, V – тиск і об’єм ідеального газу;
  • k1 – деяка константа.

Проводячи експерименти з хімічно різними газами, вчені встановили, що величина k1 не залежить від хімічної природи, але залежить від маси газу.

Перехід між станами зі зміною тиску та об’єму при збереженні температури системи називається ізотермічним процесом. Таким чином, ізотерми ідеального газу на графіку являють собою гіперболи залежності тиску від об’єму.