Ideální tlak plynu

Předtím než mluvíme o tom, co je tlak ideálního plynu, je třeba objasnit samotný obsah pojmu "ideální plyn". Koncept, který charakterizuje matematický model, Univerzální vzorec, který předpokládá distribuci potenciální a kinetickou energii interakce molekul je taková, že velikost potenciální energie může být zanedbána. Chemicko-fyzikální význam spočívá v tom, že se předpokládá absolutní elasticita stěn nádob, ve kterých je plyn umístěn, a navíc velikost nepřátelských sil molekul, impulzy jejich nárazu na stěny nádoby a navzájem se považují za nevýznamné.

Toto chápání podstaty ideálního plynu nachází velmi širokou aplikaci v oblasti řešení problémů termodynamiky plynů.

Ve fyzickém smyslu existují různé typy ideálního plynu: klasický, jehož vlastnosti jsou určeny klasickými mechaniky a kvantou, jejichž povaha je odvozena od principů kvantové mechaniky.

První odvodil obecnou rovnici byl velký francouzský fyzik Benois Clapeyron. Vyvinul také základní principy teorie ideálního plynu, které jsou základem všech moderních teorií, které zkoumají různé plyny.

Výchozím bodem této teorie je závěr, že tlak ideálního plynu zůstává nezměněný pro lineární charakter závislostí jeho objemu na teplotě. Je třeba vzít v úvahu některé podmíněné předpoklady:

- průměr molekuly ideálního plynu je malý na přípustnost zanedbání jeho velikosti;

- Momentum mezi molekulami může být přenášeno pouze při srážkách, takže může být opomíjen a síla přitažlivosti mezi nimi;

- celková hodnota energie molekul plynu je rozpoznána jako konstanta při nepřítomnosti výměny tepla a práce na tomto plynu. V tomto případě tlak ideálního plynu závisí na součtu hodnot pulsů, které vznikají, když se molekuly srazí se stěnami nádoby.

Během existence výuky se vědci zabývali studiem fyzikálně-chemické povahy plynů a přístupy v mnoha z nich nebyly stejné. To vedlo k tomu, že ve fyzikální teorii je klasifikace ideálního plynu považována z pohledu těch zákonů, že jeden nebo druhý fyzik - Fermi-gas, Bose-gas a další - je základem jeho výzkumu. Například podle rovnocenného přístupu zvažovaný plyn současně splňuje zákony Boyle-Mariotte a Gay-Lussac: pV = bT, kde p je tlak, T - absolutní teplota. Mendeleyevův vzorec poskytuje širší obraz vlastností: pV = m / M x RT, kde R je plynová konstanta, M je molární hmotnost a m je hmotnost.

Jedním z prvních a rozvinutých učení o vlastnostech plynů byl popis vlastností jako je tlak ideálního plynu. V tomto pojetí však byly některé nedostatky spojené s jednostranným přístupem k výzkumu. Takže i měřením tlaku nemůžeme zjistit parametry střední hodnoty kinetické energie každé z jednotlivých molekul, stejně jako koncentrace těchto molekul v nádobě. Proto je vyžadován určitý parametr, pomocí něhož je možné vyřešit vzniklý problém. Fyzici navrhli teplotu jako takovou hodnotu. Toto skalární množství v termodynamice dává představu o tepelném stavu systému a jeho dynamice. Ale v teorii plynů teplota je důležitá a jak molekulární kinetická parametr, protože to popisuje chování molekul plynu v tlakové nádobě, a také odráží jejich průměr kinetické energie. Tato hodnota se nazývá Boltzmannova konstanta.

Aby se předešlo komplikacím při hledání tlakového vzorce vyšší matematika, Je nutné zavést některé zjednodušení uměle:

- tvar molekul může být reprezentován jako koule;

- vzdálenost mezi molekulami je nekonečně velká, s výjimkou působení síly přitažlivosti;

- Zjišťujeme rychlost molekul ve střední hodnotě;

- představujeme stěny nádoby naprosto elastické.

Proto můžeme odvodit vzorec, ve kterém bude tlak ideálního plynu zlomkem síly působícího kolmo na stěnu nádoby, plocha povrchu, na kterou tato síla působí: p = F / S

Ve stejných případech, kdy naše zjednodušení nepomohou ke zjištění, jak se změní ideální tlak plynu, budou muset být do tohoto jednoduchého vzorce zavedeny další hodnoty.