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

Закон Гей-Люссака

Вже згаданий французький вчений на початку XIX століття встановив ще один закон, пов’язаний з термодинамічними процесами ідеального газу. Цей закон говорить: якщо в газовій системі зберігається постійний обсяг, то збільшення температури позначається на пропорційному підвищенні тиску, і навпаки. Формула закону Гей-Люссака виглядає так:

P / T = k3 при V = const.

Знову ми маємо константу k3, залежну від маси газу та його об’єму. Термодинамічний процес при постійному обсязі називається изохорным. Изохоры на графіку P (T) виглядають так само, як ізобари, тобто являють собою прямі лінії.

Принцип Авогадро

При розгляді рівняння стану ідеального газу часто дають характеристику тільки трьом законам, які представлені вище і які є приватними випадками цього рівняння. Тим не менше існує ще один закон, який прийнято називати принципом Амедео Авогадро. Він також являє собою окремий випадок рівняння ідеального газу.

У 1811 році італієць Амедео Авогадро в результаті численних експериментів з різними газами прийшов до наступного висновку: якщо тиск і температура в газовій системі зберігається, то її об’єм V знаходиться в прямій пропорційності від кількості речовини n. При цьому неважливо, який хімічної природи є речовина. Авогадро встановив наступне співвідношення:

n / V = k4,

де константа k4 визначається тиском і температурою в системі.

Принцип Авогадро іноді формулюють так: об’єм, який займає 1 моль ідеального газу при даній температурі і тиску, є завжди одним і тим же, незалежно від його природи. Нагадаємо, що 1 моль речовини – це число NA, відображає кількість елементарних одиниць (атомів, молекул), складових речовина (NA = 6,02 * 1023).