Гази. Закони Бойля й Шарля

Ви перебуваєте: Гази ремонт авто и автоэлектрика .

Закони Бойля й Шарля можна об'єднати в один загальний для всіх газів закон, що виражається всім відомим рівнянням

V/T=const

де Т - абсолютна температура, обмірювана по шкалі Кельвіна; і V cоответственно тиск і обсяг газу; const - постійна.

Це рівняння в підручниках фізики звичайно формулюють настільки примітивно, без пояснення його змісту, що воно мало говорить починаючим фізикам. Тим часом рівняння стану газу являє собою чудовий результат, що не має аналогій ні в якій іншій області фізики.

Постійна в правій частині рівняння стани може бути обмірювана для різних газів, але при вимірі потрібно виходити зі стандартних умов, скажемо брати один грам газу при тиску, рівному однієї атмосфері (760 мм ртутного стовпа), і при температурі 273 ДО. У цьому випадку ми одержимо значення постійної, характерне для взятого газу. Але постійні для різних газів перебувають у зв'язку один з одним, тому що, як ми знаємо вже, обсяг даної маси газу обернено пропорційний його молекулярній вазі. Якщо розглядати не одиничну масу, а масу, пропорційну молекулярній ваги, то постійна в рівнянні стану газу виявляється однієї й тою же для всіх газів. Тому ми приймемо в якості стандартної масу газу в грамах, чисельно рівну молекулярній ваги, тобто одну грам-молекулу. Це означає вибір стандартного обсягу газу, рівного 22,4 літра. Легко бачити, що при стандартних тиску, температурі й обсязі постійна буде залежати тільки від цих стандартних величин, а не від яких-небудь характеристик узятого матеріалу. Ми можемо, таким чином, записати рівняння стану у вигляді

pv=RT,

де R має те саме значення для всіх газів. Це рівняння - перше із чудових узагальнень у фізику, за допомогою яких властивості цілого класу речовин виражаються через ті самі основні величини. Саме до цього й прагне фізика - до знаходження загальних законів, що не залежать від особливостей тих або інших речовин. Гази, будучи суттєво простими по своїй природі, дали перший приклад такого узагальнення.