Ideal gas, qhov zoo tshaj plaws roj sib npaug ntawm lub xeev, nws qhov kub thiab txias, ntim … daim ntawv teev cov kev txwv thiab cov ntsiab lus siv nyob rau hauv cov seem ntawm lub cev tuaj yeem txuas ntxiv mus ntev heev. Hnub no peb yuav tham txog lub topic no xwb.
Yuav suav li cas hauv molecular physics?
Lub ntsiab lus tseem ceeb hauv nqe lus no yog cov roj zoo tagnrho. Qhov zoo tshaj plaws roj sib npaug ntawm lub xeev tau muab coj los rau hauv tus account ib puag ncig ib puag ncig, thiab peb yuav tham txog qhov no me ntsis tom qab. Tam sim no cia peb mus txog qhov "teeb meem" ntawm qhov deb.
Cia hais tias peb muaj roj ntau. Nws lub xeev tuaj yeem txiav txim siab siv peb qhov ntsuas ntawm qhov ntsuas kub. Cov no yog, ntawm chav kawm, siab, ntim thiab kub. Qhov sib npaug ntawm lub xeev ntawm qhov system nyob rau hauv cov ntaub ntawv no yuav yog tus qauv rau kev sib raug zoo ntawm cov coj tsis. Nws zoo li no: F (p, V, T)=0.
Ntawm no, thawj zaug, peb maj mam nce qhov tshwm sim ntawm qhov zoo tshaj plawsgas. Nws yog hu ua cov pa roj uas qhov kev sib cuam tshuam ntawm cov molecules yog negligible. Feem ntau, qhov no tsis muaj nyob hauv qhov xwm txheej. Txawm li cas los xij, ib qho roj uas tsis tshua muaj siab nyob ze rau nws. Nitrogen, oxygen thiab cua, uas nyob rau hauv ib txwm muaj, txawv me ntsis ntawm qhov zoo tagnrho. Txhawm rau sau qhov sib npaug ntawm lub xeev rau cov roj zoo tagnrho, peb tuaj yeem siv txoj cai roj sib koom ua ke. Peb tau txais: pV/T=const.
Related Concept 1: Avogadro's Law
Nws tuaj yeem qhia peb tias yog peb coj tib tus lej ntawm cov moles ntawm cov pa roj tiag tiag thiab muab tso rau hauv tib yam xwm txheej, suav nrog qhov kub thiab txias, ces cov pa roj yuav nyob hauv tib lub ntim. Tshwj xeeb, qhov kev sim tau ua nyob rau hauv ib txwm muaj. Qhov no txhais tau hais tias qhov kub thiab txias yog 273.15 Kelvin, lub siab yog ib qho chaw (760 millimeters mercury, los yog 101325 Pascals). Nrog rau cov kev txwv no, cov roj nyob hauv qhov ntim sib npaug li 22.4 litres. Yog li ntawd, peb tuaj yeem hais tias rau ib mole ntawm ib qho roj, qhov piv ntawm cov lej tsis tas yuav yog tus nqi tas li. Tias yog vim li cas nws thiaj li tau txiav txim siab xaiv daim duab no nrog tsab ntawv R thiab hu nws lub universal gas tas li. Yog li, nws sib npaug 8.31. The unit yog J/molK.
Ideal gas. Qhov zoo tshaj plaws roj sib npaug ntawm lub xeev thiab nws manipulation
Cia peb sim rov sau cov qauv. Txhawm rau ua qhov no, peb sau nws hauv daim ntawv no: pV=RT. Tom ntej no, peb ua ib qho yooj yim ua, muab ob sab ntawm qhov sib npaug los ntawm tus naj npawb ntawm moles. We get pVu=uRT. Cia peb coj mus rau hauv tus account lub fact tias cov khoom ntawm molar volume thiabtus nqi ntawm qhov teeb meem tsuas yog qhov ntim. Tab sis tom qab tag nrho, tus naj npawb ntawm moles yuav ib txhij yuav sib npaug rau cov quotient ntawm qhov loj thiab molar loj. Qhov no yog qhov sib npaug ntawm Mendeleev-Clapeyron zoo li. Nws muab lub tswv yim meej ntawm qhov system zoo li cas rau cov qauv roj. Qhov sib npaug ntawm lub xeev rau cov roj zoo tagnrho yuav siv daim ntawv: pV=mRT/M.
Txhob muab cov mis rau lub siab
Cia li ua qee qhov kev coj ua ntxiv nrog rau cov lus tau txais. Txhawm rau ua qhov no, sab xis ntawm Mendeleev-Clapeyron sib npaug yog muab faib thiab faib los ntawm Avogadro tus lej. Tam sim no peb ua tib zoo saib cov khoom ntawm cov khoom siv los ntawm Avogadro tus lej. Qhov no tsis muaj dab tsi tab sis tag nrho cov lej ntawm cov molecules hauv cov pa. Tab sis tib lub sij hawm, qhov piv ntawm cov roj universal tas mus li rau Avogadro tus naj npawb yuav sib npaug rau Boltzmann tas li. Yog li ntawd, cov qauv rau siab tuaj yeem sau tau raws li hauv qab no: p=NkT / V lossis p=nkT. Ntawm no tus cim n yog qhov particle concentration.
Ideal gas processes
Nyob rau hauv molecular physics muaj xws li ib yam li isoprocesses. Cov no yog cov txheej txheem thermodynamic uas tshwm sim hauv qhov system ntawm ib qho ntawm qhov tsis tu ncua. Nyob rau hauv rooj plaub no, qhov loj ntawm cov khoom yuav tsum nyob twj ywm. Cia peb saib lawv tshwj xeeb. Yog li, txoj cai ntawm cov roj zoo tagnrho.
Siab nyob twj ywm
No yog Gay-Lussac txoj cai. Nws zoo li no: V / T=const. Nws tuaj yeem rov sau dua lwm txoj hauv kev: V=Vo (1 + at). Ntawm no a yog sib npaug rau 1/273.15 K^-1 thiab hu ua "volume expansion coefficient". Peb tuaj yeem hloov qhov kub thiab txias hauv Celsius thiablub Kelvin scale. Nyob rau tom kawg, peb tau txais tus qauv V=Voat.
Vim nyob ruaj khov
Qhov no yog Gay-Lussac txoj cai thib ob, feem ntau hu ua Charles txoj cai. Nws zoo li no: p/T=const. Muaj lwm txoj hauv kev: p=po (1 + at). Kev hloov pauv tuaj yeem ua tau raws li qhov piv txwv yav dhau los. Raws li koj tau pom, cov kev cai lij choj zoo tagnrho qee zaum kuj zoo sib xws.
Kub nyob twj ywm
Yog tias qhov ntsuas kub ntawm cov roj zoo tagnrho tseem nyob tas li, ces peb tuaj yeem tau txais txoj cai Boyle-Mariotte. Nws tuaj yeem sau tau zoo li no: pV=const.
Txoj Kev Xav 2: Ib Feem Siab
Cia hais tias peb muaj lub nkoj nrog roj. Nws yuav yog qhov sib xyaw. Lub kaw lus nyob rau hauv lub xeev ntawm thermal equilibrium, thiab cov gases lawv tus kheej tsis hnov tsw ntawm ib leeg. Ntawm no N yuav qhia tag nrho cov naj npawb ntawm cov molecules. N1, N2 thiab lwm yam, raws li, tus naj npawb ntawm cov molecules nyob rau hauv txhua yam ntawm cov khoom sib tov. Cia peb coj tus qauv siab p=nkT=NkT/V. Nws tuaj yeem qhib rau ib rooj plaub tshwj xeeb. Rau ib qho kev sib xyaw ua ke ob, cov qauv yuav siv daim ntawv: p=(N1 + N2) kT / V. Tab sis tom qab ntawd nws hloov tawm tias tag nrho cov siab yuav raug suav los ntawm ib feem ntawm cov kev sib xyaw ua ke. Yog li, nws yuav zoo li p1 + p2 thiab lwm yam. Cov no yuav yog ib feem ntawm kev ntxhov siab.
Nws yog dab tsi?
Cov mis peb tau txais qhia tias lub siab hauv lub cev yog los ntawm txhua pawg ntawm cov molecules. Incidentally, nws tsis nyob ntawmlwm tus. D alton tau siv qhov zoo ntawm qhov no thaum tsim txoj cai lij choj, tom qab lub npe hu ua nws: nyob rau hauv ib qho kev sib tov uas gases tsis chemically react nrog ib leeg, tag nrho cov siab yuav sib npaug rau cov sum ntawm ib feem ntawm lub siab.
