ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение первого закона термодинамики к идеальным газам из "Курс физической химии Том 1 Издание 2 (копия)" Хдля одного моля газа), называется идеальным газом. [c.50] Состояние идеального газа — это предельное состояние реальных газов при бесконечно малом давлении. Чем выше температура, тем ближе состояние реального газа к идеальному при данном давлении. Однако свойства реального газа всегда отклоняются от свойств идеального газа, так как уравнение (1,42) является предельным законом для неосуществимого состояния, при котором давление равно нулю. В применении к реальным газам уравнение (1,42) является приближенным, согласующимся с действительными свойствами газа тем лучше, чем меньше давление (и выше температура). [c.51] Другим признаком идеального газа является его подчинение установленному опытным путем закону Гей-Люссака — Джоуля, согласно которому внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры и не зависит отобъемаидавления. [c.51] Это свойство идеального газа, как будет показано ниже (стр. 119), вытекает из уравнения Клапейрона — Менделеева и второго закона термодинамики. [c.51] Закон Гей-Люссака — Джоуля является выводом из опытов Гей-Люссака (1809) и Джоуля (1844). [c.51] Опыт Гей-Люссака — Джоуля заключается в следующем. Два баллона, соединенные трубкой с кранем, погружены в ванну с водой, температура которой измеряется термометром. В одном из баллонов находится газ при некотором давлении р (кран закрыт), другой сосуд пустой (р=0). При открывании крана газ частично переходит из первого сосуда во второй и давления уравниваются. Температура воды в ванне при этом остается неизменной, Следовательно, теплота расширения газа равна нулю. Так как объем системы из двух сосудов оставался постоянным, то и работа равна нулю (изохорный процесс). Следовательно, по первому закону термодинамики Уг—1/1=0, т. е. внутренняя энергия газа не изменяется при изменении его объема. Таким образом, внутренняя энергия газа при небольших давлениях не зависит от объема. [c.51] Позднейшие, более точные опыты Джоуля и Томсона показали, что при изменении объема реальных газов всегда наблюдаются отклонения от закона Гей-Люссака — Джоуля, который тем точнее выполняется, чем ближе состояние газа к идеальному. [c.51] работа изотермического расширения идеального газа равна поглощенной теплоте. [c.52] Уравнения (1,47), (1,48) и (1,49), так же как и уравнения (1,43) и (1,46), являются термодинамическими уравнениями, так как они вытекают из первого закона термодинамики. Одновременно они являются следствием уравнения состояния идеального газа и поэтому приложимы лишь к идеальным газам и не являются обшими термодинамическими уравнениями, справедлив выми для любых систем. [c.53] В дальнейшем мы рассмотрим большое число термодинамических уравнений, вытекающих из законов термодинамики и из того или иного уравнения состояния. Следует отличать эти ограниченно приложимые уравнения от общих термодинамических уравнений, не связанных с уравнением состояния. [c.53] Рассмотренные ранее отдельные типы процессов (изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный) являются частными предельными случаями реальных процессов. Соответствующие им теплоемкости также являются частными видами теплоемкости. Реальные процессы в газах часто протекают по путям, промежуточным между указанными. Эти процессы носят общее название политропных процессов или поли-троп и могут приближенно характеризоваться значениями некоторого коэффициента а =, политропной теплоемкости С или показателя политропы п в уравнении политропы. [c.53] Аналогичные рассуждения для адиабатного процесса приводят к выводу, что С = 0. [c.53] На рис. I, 8 схематически изображены эти простейшие процессы как частные случаи семейства политропных процессов, для которых п больше О и может превышать у=Ср/С . [c.53] Вернуться к основной статье