ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Законы идеальных газов и кинетическая теория газов из "Общая химия" Агрегатные состояния вещества. Известно, что вещества при соответствующем давлении могут существовать в трех состояниях твердом при низкой температуре, жидком при умеренной температуре и газообразном при высокой температуре. [c.34] Некоторые вещества переходят в твердое состояние лишь при пониженных температурах. Так, гелий, представляющий собой при обыкновенной температуре газ, затвердевает лишь при температурах ниже —268° (и давлении выше 2,5 атм). Наоборот, температуру других веществ необходимо намного повысить, чтобы обнаружить переход в жидкое состояние. Графит, одна из модификаций углерода, плавится около 3500° кипит он примерно при этой же температуре. Однако превращения твердое вещество — жидкость — газ можно осуществить для всех веществ, если подобрать соот-ветствуюш,ие температуры и давления. К законам, которым подчиняются эти превращения, мы будем возвращаться еще не раз. [c.34] Газы характеризуются своим стремлением равномерно заполнять все занимаемое ими пространство. Форма и объем газа определяются лишь формой и объемом сосуда, в который он заключен. Следовательно, объем газа сильно изменяется в зависимости от давления. [c.34] Жидкости, как и газы, не имеют постоянной формы. Однако в отличие от газов они не могут равномерно заполнять весь занимаемый объем. Объем жидкостей мало изменяется с давлением, т. е. они мало сжимаемы. Жидкости обладают характерным свойством образовывать поверхность раздела как между ними и их парами, так и с другими жидкостями. Газы не образуют поверхностей раздела с другими газами, ибо все газы смешиваются в любых отношениях. [c.34] О п ы т. В стеклянный цилиндр с пробкой наливают ртуть, воду, касторовое масло и легкий бензин и перемешивают их. Все четыре жидкости разделяются, образуя между собой поверхности раздела. [c.34] Нагретые жидкости при определенной постоянной температуре (и данном давлении) переходят в парообразное состояние — они испаряются. Эта температура называется температурой кипения. При той же температуре (и постоянном давлении) охлажденные пары превращаются в жидкость, конденсируются. Следовательно, при температуре кипения вещество одновременно может существовать в двух состояниях — жидком и парообразном. [c.34] Температура кипения значительно изменяется в зависимости от давления она повышается с ростом давления и, наоборот, понижается с уменьшением давления. [c.34] Твердые вещества имеют свойственную им форму и постоянный объем (при постоянной температуре). Различают две формы твердых веществ — кристаллическую и аморфную. Подавляющее большинство твердых веществ кристаллические, причем кристаллы иногда нельзя видеть невооруженным глазом кусок льда, кусок стали — кристаллические вещества. Кристаллы каждого вещества имеют характерную форму. [c.34] Свойства аморфных веществ, например стекла и смолы, близки к свойствам жидкостей. Они ведут себя как жидкости с очень большим внутренним трением (вязкостью). Течение аморфных веидеств сразу не замечается, так как оно происходит медленно. Если стеклянную палочку положить горизонтально обоими концами на две подставки и на середину подставки подвесить гирю, то спустя длите л[ьное время палочка деформируется в соответствии с направлением течения. Смола также течет, если ее оставить в виде мелких кусков в воронке на несколько месяцев. При нагревании аморфное вещество постепенно размягчается, пока не станет жидким, но оно не имеет постоянной температуры плавления. На этом свойстве основано стеклодувное дело. [c.35] Плотность газов намного меньше, чем у жидкостей. 1 л воздуха весит приблизительно 1,29 г, 1 л воды 1000 г. Между плотностями в жидком и твердом состоянии обнаруживаются лишь небольшие различия. Следовательно, в газообразном состоянии молекулы вещества находятся на значительно больших расстояниях друг от друга, чем в жидком и твердом состоянии. [c.35] В этом выражении ра — давление, соответствующее объему Уо pi — давление, соответствующее объему Di для той же массы газа при постоянной температуре, и т. д. [c.35] Из уравнения (2) видно, что прн нагревании газа, имеющего объем Уо при 0°, до 273- (при постоянном давлении) его объем становится равным 2уо-Наоборот, при понижении температуры до —273° объем газа у = О, т. е. становится равным нулю (рис. 5). Аналогично приходим к выводу, что давление газа, нагретого до 273° при постоянном объеме, вдвое больше, чем при О , между тем как при —273° давление должно быть равно нулю. [c.35] Один абсолютный градус равен одному градусу Цельсия. [c.36] В действительности объем и давление газов не становятся равными нулю при охлаждении, поскольку, прежде чем достигнуть температуры абсолютного нуля, газы превращаются в жидкости, которые уже не подчиняются закону Гей-Люссака. Тем не менее точка абсолютного нуля имеет определенный физический смысл, что было доказано термодинамическим путем. О кинетическом смысле этой температуры речь будет идти ниже. [c.36] Изменение объема идеального газа в зависимости от температуры. [c.36] Из уравнения (7) следует, что три величины, характеризующие определенную массу газа,— давление, температура и объем — взаимосвязаны. Если две из них известны, можно точно определить третью. [c.37] Согласно закону Авогадро (стр. 31), равные объемы газов независимо от их химической природы содержат одинаковое число молекул. Следовательно, 22,4 л газа (при 0 и 1 атм) содержат постоянное число молекул. То же число молекул содержится, естественно, и в 1 моле жидкого или твердого вещества (см. число Авогадро, стр. 38). [c.37] Молярный объем идеальных газов определяют, экстраполируя до р = О молярные объемы, измеренные при нескольких давлениях. Таким путем было найдено, что V - 22 415 слг . Идеальными газами называются газы, строго подчиняющиеся газовым законам. Каждый реальный газ ведет себя как идеальный газ при достаточно высокой температуре и достаточно низком давлении. Поэтому правильнее говорить не об идеальных газах, а об идеальном состоянии газов. [c.37] Н = 273 = 0,082 л атм моль град. [c.38] 08206 1000 1,01325.10 = 8,315 10 эрг моль -град. [c.38] Вернуться к основной статье