2. Уравнение состояния идеального газа
Изучение эмпирических газовых законов (Р. Бойль, Ж. Гей-Люссак)
постепенно привело к представлению об идеальном газе, поскольку обнаружилось, что давление данной массы любого газа при постоянной температуре обратно пропорционально объему, занимаемому этим газом, и термические коэффициенты давления и объема с высокой точностью совпадают для различных газов, составляя, по современным данным, 1/273 град–1. Придумав способ графического представления состояния газа в координатах «давление – объем», Б. Клапейрон
получил объединенный газовый закон, связывающий все три параметра:
PV = BT ,
где коэффициент В зависит от вида газа и его массы.
Только через сорок лет Д. И. Менделеев
придал этому уравнению более простой вид, записав его не для массы, а для единицы количества вещества, т. е. 1 кмоля.
PV = RT , (1)
где R – универсальная газовая постоянная.
Физический смысл универсальной газовой постоянной. R – работа расширения 1 кмоля идеального газа при нагревании на один градус, если давление не меняется. Для того, чтобы понять физический смысл R , представим себе, что газ находится в сосуде при постоянном давлении, и мы повысим его температуру на ΔT , тогда
PV 1= RT 1, (2)
и
PV 2= RT 2. (3)
Вычитая из (3) уравнение (2), получим
P (V 2 – V 1) = R (T 2 – T 1).
Если правая часть уравнения равна единице, т. е. мы нагрели газ на один градус, тогда
R = P ΔV
Поскольку P = F /S , а ΔV равно площади сосуда S , умноженной на высоту подъема его поршня Δh , имеем 
Очевидно, что справа получим выражение для работы, и это подтверждает физический смысл газовой постоянной.
Смотрите также
Железоуглеродистые сплавы: фазовое и структурное состояние
Железоуглеродистые
сплавы, стали и чугуны в течение целой эпохи являлись основой развития
человеческой цивилизации. И это связано, с одной стороны, с большой
распространенностью железа в зе ...
Аналитическая химия
Предмет и задачи
аналитической химии (АХ). Значение АХ в производственной и
научно-исследовательской деятельности человека. Химические и физико-химические
методы анализа. Качественный и кол ...
Химия никеля
Основой современной техники являются металлы и
металлические сплавы. Разнообразные требования к металлическим материалам
возрастают по мере развития новых отраслей техники.
...