Рівняння стану сумішей ідеальних газів (стор. 19-27)(самостійно)

Гази, які знаходяться в одному об’ємі і які не вступають в хімічну реакцію, мають назву суміші газів.

Згідно з законом Дальтона, тиск суміші дорівнює сумі парціальних тисків газів, що в неї входять:

+ +...+ ,

р – тиск суміші;

, ,..., – парціальний тиск компоне-нтів.

За законом Амага об’єм суміші ідеаль-них газів v дорівнює сумі парціальних об’є-мів окремих компонентів:

+ + +…+ = ∑

Парціальним об’ємомкомпонента сумі-ші газів називається об’єм, який би займав цей компонент при тиску і температурі су-міші. Рівняння стану для кожного компо-нента:

;

;

………

.

Тобто, .

Оскільки , то ,

– маса даного компонента в суміші газів;

– газова стала даного компо-нента.

Кількісне співвідношення окремих га-зів, які входять до суміші, може бути зада-но масовими, об’ємними і мольними част-ками. Масова частка–це відношення ма-си компонента до маси m газової суміші. Позначається .

+ +…+ =

Отже,

Об’ємною часткою називається відно-шення парціального об’єму компонента до об’єму газової суміші і позначається .

Оскільки , то , тому

.

Мольна частка – це відношення числа молей даного газу до числа молей сумі-ші газів n; позначається .

Величина називається середньою уя-вною молекулярною масою газової сумішіі дорівнює дійсній молекулярній масі деяко-го однорідного газу, який, також як і суміш, при однаковій загальній масі m має одне і те ж саме число молей n.

Поділимо ліву і праву частину рівності на m. З отриманого рівняння виразимо .

знайдемо залежності та .

; ;

; ;

;

; ; ;

(1)

(2)

Поділимо друге рівняння на перше:

; ;

.

Також є справедливою формула:

.

Всі наведені співвідношення справедливі для газової суміші, якщо її розглядати як ідеальний газ.

Лекція 3. (стор. 36-47)

Теплоємність

Теплоємністюназивається похідна від кількості теплоти по температурі, під час якої підводиться теплота.

;

х – означає умови, під час яких підво-диться теплота. Вимірюється в .

Питомоюназивають теплоємність,яка віднесена до одної кількісної одиниці речовини. Коли за кількісну одиницю приймають 1 кг, тоді теплоємність називають масова питома теплоємність.

1 кг – с -масова,

1 м³ – с´ -обємна,

1 кмоль – μс - мольна..

;

,

–щільність речовини.

Для реального газу теплоємність є фун-кція тиску і температури. Для ідеального газу теплоємність залежить тільки від тем-ператури. Ця залежність може бути:

1)Криволінійною:

2) Прямолінійною:

3) не залежить від температури:

Теплоємність визначається за таблицями, до можна вважати, що вона не залежить від температури.

Розглядають теплоємність середню та істинну.

Середньоюназивають таку умовну теп-лоємність, під час якої робоче тіло в межах даних температур поглинає таку ж кількість теплоти, яку воно поглинає під час змінної теплоємності в межах тих же температур.

– кількість теплоти, яка підведена в межах даних температур;

– межі температур робочого тіла.

Істинною теплоємністюназивається границя, до якої прямує середня тепломність під час прямування різниці температур до нуля.

1) під час криволінійної залежності від температури теплоємність визначається як:

2) під час прямолінійної:

Теплоємність робочого тіла залежить від умов, під час яких підводиться теплота. Розглядають теплоємність під час та під час .

Роберт Майєр показав, що:

Якщо ми вважаємо, що теплоємність не залежить від температури, то її знаходять через мольну теплоємність.

Мольна теплоємністьзалежить від атомності газу.

Тип газу
кДж/К	кмоль/К
1-атомний	12,5	20,8
2-атомний	20,8	29,1
3-атомний	29,1	37,4

Внутрішня енергія (стор. 28-31)

Внутрішньою енергією називається сума кінетичної і потенціальної енергії молекул газу.

u – 1 кг, Дж/кг

U – m кг, Дж

Кінетична енергія молекул визначається швидкістю руху молекул, поступального і обертального. Потенціальна енергія виз-начається силами щеплення між молеку-лами, а також розташуванням молекул у просторі. Тому для ідеального газу

, –маса 1 молекули;

–середня швидкість руху молекул.

Для реального газу .

Джоуль, вивчаючи властивості газопо-дібних речовин, показав, що для ідеального газу і тому

(1)

Внутрішня енергія є параметр стану, їй притаманні всі властивості параметрів ста-ну.

Для реального газу