§ 5. Ураўненне стану ідэальнага газу

Адсылка да электроннага дадатку для павышанага ўзроўню

Ціск сумесі газаў. У паўсядзённым жыцці часта даводзіцца мець справу не з газам, якія складаюцца з аднолькавых малекул, а з сумессю некалькіх разнастайных газаў, не якія ўступалі ў хімічныя рэакцыі пры разгляданых умовах. Напрыклад, паветра ў пакоі з'яўляецца сумессю азоту (78,08 %), кіслароду (20,95 %), інертных газаў і вадароду (0,94 %), вуглякіслага газу (0,03 %) і ў невялікіх колькасцях азону, аксіду вугляроду(II), аміяку, метану, аксіду серы(IV), а таксама некаторых іншых газаў (хімічны састаў паветра прыведзены ў аб'ёмных долях*).

З прычыны цеплавога руху часціц кожнага газу, што ўваходзіць у састаў газавай сумесі, яны раўнамерна размяркоўваюцца па ўсім аб’ёме, які займае сумесь. Сутыкненні часціц забяспечваюць у сумесі цеплавую раўнавагу.

Кожны газ уносіць свой уклад у сумарны ціск газавай сумесі, ствараючы ціск, які называюць парцыяльным.

Парцыяльны ціск — ціск газу, які ўваходзіць у састаў газавай сумесі, калі б ён адзін займаў увесь аб’ём, адведзены сумесі, пры той жа тэмпературы.

Сумесь ідэальных газаў лічаць ідэальным газам.

Адсылка да электроннага дадатку для павышанага ўзроўню

Закон Дальтана. Разгледзім сумесь хімічна не рэагуючых разрэджаных газаў, якія знаходзяцца ў пасудзіне ўмяшчальнасцю V. Дакажам, што ціск кожнага газу, які ўваходзіць у састаў сумесі, не залежыць ад наяўнасці астатніх разрэджаных газаў і рэзультуючы ціск вызначаецца сумарным ціскам усіх кампанентаў газавай сумесі.

Агульная колькасць часціц газаў у пасудзіне: N equals N subscript 1 plus N subscript 2 plus horizontal ellipsis plus N subscript i, дзе N subscript 1 comma N subscript 2 comma horizontal ellipsis comma space N subscript i — колькасць часціц кожнага газу.

Абазначым праз p subscript 1 comma p subscript 2 comma horizontal ellipsis comma space p subscript i парцыяльныя ціскі кожнага газу. Тады, улічваючы суадносіны p equals n k T, атрымаем:

p equals n k T equals N over V k T equals fraction numerator k T over denominator V end fraction left parenthesis N subscript 1 plus N subscript 2 plus horizontal ellipsis space plus N subscript i right parenthesis equals n subscript 1 k T plus n subscript 2 k T plus horizontal ellipsis plus n subscript i k T comma

адкуль

p equals p subscript 1 plus p subscript 2 plus horizontal ellipsis plus p subscript i.

(5.6)

Формула (5.6) з'яўляецца матэматычным выразам закона, эксперыментальна ўстаноўленага Дальтанам і названага законам Дальтана: ціск сумесі хімічна не рэагуючых паміж сабой газаў роўны суме парцыяльных ціскаў усіх газаў, якія ўтвараюць сумесь.

З гісторыі фізікі

Фундаментальныя даследаванні газавых сумесей правёў англійскі вучоны Джон Дальтан (1766–1844). Iм быў сфармуляваны закон незалежнасці парцыяльнага ціску кампанентаў сумесі (1801–1802). У 1802 г. на некалькі месяцаў раней французскага вучонага Жозэфа Гей-Люсака(1778–1850) Дальтан вынайшоў закон цеплавога расшырэння газаў, а таксама ўвёў паняцце атамнай вагі.

img

Адсылка да электроннага дадатку для павышанага ўзроўню

img

1. Што называюць ураўненнем стану ідэальнага газу?

2. Як звязаны параметры ідэальнага газу ва ўраўненні стану?

3. Які ціск называюць парцыяльным?

Адсылка да электроннага дадатку для павышанага ўзроўню

4. Сфармулюйце закон Дальтана.

5. Якое паветра цяжэйшае — сухое або вільготнае (пры аднолькавых тэмпературы і ціску)?

* Аб’ёмная доля — працэнтныя суадносіны змешчаных у адзінцы аб’ёму сумесі часціц (атамаў або малекул) газу, які ўваходзіць у састаў сумесі, да агульнай колькасці часціц ў адзінцы аб’ёму сумесі.