Идеальный газ

Идеальным называется газ, удовлетворяющий трем условиям:

1. можно пренебречь взаимодействием молекул;

2. можно пренебречь собственным объемом молекул;

3. соударения молекул можно рассматривать как абсолютно упругие.

Азот N₂, кислород O₂, водород H₂, пары воды H₂O и другие газы при условиях, близких к нормальным, удовлетворяют условиям идеальности.

Нормальные условия (н.у.):

температура t=0°С и давление p=760 мм.рт.ст.=101, 3 кПа.

Характеристиками молекул газа при их хаотичном тепловом движении являются:

1. Эффективный диаметр d молекулы – минимальное расстояние, на которое сближаются молекулы при соударениях.

2. Средняя арифметическая скорость молекул

. (5)

3. Средняя длина свободного пробега молекулы - среднее расстояние, которое пролетает молекула между двумя последовательными соударениями,

. (6)

4. Среднее число столкновений молекул в единицу времени,

. (7)

Законы идеального газа:

1. Закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений

. (8)

Парциальное давление – это давление, которое оказывал бы один газ из смеси, если бы занимал весь объем сосуда. Из закона Дальтона следует, что количество молей ν смеси равно сумме молей отдельных газов

ν =ν ₁+ν ₂+ν ₃+… (9)

2. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона)

, (10)

-давление газа, - его объем, – масса газа, - молярная масса, =8, 31 Дж/(моль·К) – газовая постоянная, – температура в Кельвинах.

Также уравнение состояния записывают в форме

, (11)

=1, 38·10^-23 Дж/K – постоянная Больцмана, - концентрация молекул.