Сабақ жоспары. Газ заңдары

Жаңа сабақта қаралатын сұрақтар:

• Идеал газ күйінің теңдеуін қорыту.

• Газ заңдары.

• Изопроцестер және олардың графиктері.

Газдың қандай күйде тұратынын білу үшіноның термодинамикалық параметрлерін, яғни қысымды, температураны, көлемді білу қажет. Термопараметрлердің біреуінің өзгерісі, оның басқа параметрлерінің өзгеруіне әкеп соғады. Термодинамикалық параметрлерді байланыстыратын теңдеу идеал газ күйінің теңдеуі деп аталады. , мұндағы R=k*N_A=8,31ДжК*моль- универсал газ тұрақтысы деп аталады. Бұл теңдеу Менделеев-Клапейрон теңдеуі деп те аталынады.

Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екеуінің арасындағы сандық тәуелділікті айқындайтын заңдарды газ заңдары деп атайды.

Параметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер изопроцестер деп аталады. Изопроцестер табиғатта кең таралған және техникада жиі пайдаланылады.

1. Изотермиялық процесс. Ағылшын физигі Р.Бойль 1662 ж. және оған тәуелсіз француз физигі Э.Мариотт тәжірибе жүзінде тұрақты температура кезінде газдың берілген массасы үшін оның қысымының газ алып тұрған көлемге көбейтіндісі тұрақты шамаға тең болатынын тағайындады, яғни pV=const немесе p₁V₁= p₂V₂. Бұл заң Бойль-Мариотт заңы деп аталады.

2. Изобаралық процесс. Француз физигі Гей-Люссак 1802 ж. тәжірибе жүзінде тұрақты қысымда газдың берілген массасы көлемінің температураға сызықты тәуелді болатынын тағайындады, яғни немесе . Бұл заң Гей-Люссак заңы деп аталады.

3. Изохоралық процесс. Бұл процесті француз физигі Ж.Шарль зерттеген. 1787 ж. ол тәжірибе жүзінде тұрақты көлемде берілген газ массасының оның температурасына тура пропорционал болатынын тағайындады, яғни немесе . Бұл Шарль заңы.

Авогадро заңы Температуралары және қысымдары бірдей кез-келген газдардың бір молінің көлемдері де бірдей болады.

Қалыпты жағдайда () кез-келген газдың 1 м³ көлемінде молекула болады. Бұл сан Лошмидт саны деп аталады.

Клапейрон теңдеуі. 1834 жылы француз ғалымы Клапейрон Бойль-Мариот және Гей-Люссак заңдарын біріктіре отырып, (р,Т,V) параметрлерінің үшеуі де өзгергенде жүретін процестерді сипаттайтын теңдеуді алды. Бұл теңдеу Клапейрон теңдеуі деп аталады.

Дальтон заңы

Қоспа газдардың қысымы Дальтон заңының көмегімен анықталады:

Қоспа газдардың қысымы қоспаны құрайтын жеке газдардың парциаль қысымдарының қосындысына тең болады:

Парциаль қысым деп қоспадағы басқа газдардың қысымын ескермеген жағдайдағы жеке газдардың түсіретін қысымын айтады. Қоспа газдарға Менделеев-Клапейрон теңдеуін қолдануға болады.

мұндағы: - қоспа газдың толық массасы, - қоспа газдың зат мөлшері, қоспа газдың мольдік массасы, - қоспа газдағы жеке газдардың үлесі.

1. Больцман тұрақтысы мен Авагадро тұрақтысы N_A-ның көбейтіндісін универсал газ ... деп атайды. (тұрақтысы).

2. Идеал газ күйінің теңдеуі деп - тәуелділік негізінде жеткілікті сиретілген газдың берілген ... күйін сипаттайтын барлық үш макроскопиялық параметр ρ,V және T-ні байланыстыратын теңдеуді айтамыз. (массасының).

3. Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екі мәні арасындағы сандық тәуелділікті айқындайтын заңдарды ... атайды. (газ заңдары).

4. Параметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер ... деп аталады. (изопроцестер).

5. Изотермиялық процесс дегеніміз - температура тұрақты болғанда макроскопиялық денелердің термодинамикалық жүйесі ... өзгеру процесін айтамыз. (күйінің).

6. Тұрақты температурада газ қысымының көлемге тәуелділігі график түрінде ... деп аталады. (изотерма).

7. Изобаралық процесс деп - қысым тұрақты болғанда ... жүйе күйінің өзгеру процесі. (термодинамикалық).

8. Изобаралық процесс күйіндегі заңды 1802 жылы француз ғалымы ...-... тәжірибе жүзінде тағайындап көрсеткен. (Гей - Люссак).

9. Изохоралық процесс дегеніміз- ол ... тұрақты болғанда термодинамикалық жүйе күйінің өзгеруі. (көлем).

10. Егер газ көлемі өзгермесе массасы берілген газ үшін қысымның температураға қатысы тұрақты болады. Бұл заңды 1787 жылы француз физигі ... ашқан. (Шарль)

ТЕСТ Идеал газ күйінің теңдеуі. Газ заңдары.

1. Универсал газ тұрақтысын көрсет.

Ответ1. R=83,1 Дж/(моль*К);

Ответ2. R=1,38 Дж/(моль*К);

Ответ3. R=8,31*10²³ Дж/(моль*К);

Ответ4. R=8,31 Дж/(моль*К);

2. Идеал газ күйінің теңдеуі немесе Менделлев - Клапейрон теңдеуі.

Ответ1. p=RT;

Ответ2. pV=RT;

Ответ3. V=RT;

Ответ4. pV=kT;

3. Температура тұрақты болғанда жүретін процесс ... деп аталады.

Ответ1. Адиабаталық;

Ответ2. Изобаралық;

Ответ3. Изотермиялық;

Ответ4. Изохоралық.

4. Қысым тұрақты болғанда жүретін процесс ... деп аталады.

Ответ1. Адиабаталық;

Ответ2. Изобаралық;

Ответ3. Изотермиялық;

Ответ4. Изохоралық.

5. Көлем тұрақты болғанда жүретін процесс ... деп аталады.

Ответ1. Адиабаталық;

Ответ2. Изобаралық;

Ответ3. Изотермиялық;

Ответ4. Изохоралық.

6. Сыртқы ортамен жылу алмаспайтын жүйеде жүретін процесс ... деп аталады.

Ответ1. Адиабаталық;

Ответ2. Изобаралық;

Ответ3. Изотермиялық;

Ответ4. Изохоралық.

7. Газ молекулаларының жылдамдығын өрнектейтін формуланы көрсет.

Ответ1. =;

Ответ2. =;

Ответ3. =;

Ответ4. =.

8. Газ қысымының молекулалар шоғырына және температураға тәуелділігі.

Ответ1. p=NkT;

Ответ2. p=nRT;

Ответ3. p=nkT;

Ответ4. p=mkT.

9. Қысымы 200 кПа, ал температурасы 240 К болғанда көлемі 40 л-ге тең газдағы зат мөлшері қанша?

Ответ1. 6 моль;

Ответ2. 2 моль;

Ответ3. 10 моль;

Ответ4. 4 моль.

10. Азоттың температурасы қандай болғанда ораша квадраттық жылдамдығы 830 м/с болады?

Ответ1. 544 К;

Ответ2. 664 К;

Ответ3. 774 К;

Ответ4. 334 К.

Бақылау сұрақтары

1. Молекулалық физика және термодинамикада макроскопиялық

жүйелердің қасиеттерін зерттегенде қандай әдістер қолданылады?

2. Идеал газдың анықтамасын беріңіз.

3. Моль дегеніміз не? Мольдік масса қалай анықталады?

4. Газдардың күйлері қандай шамалармен (параметрлермен) анықталады?

5. Изопроцестерді атаңыз.

6. Изотермиялық, изобаралық және изохоралық процестер қандай

заңдармен сипатталады?

7. Қоспа газдардың парциаль қысымы дегеніміз не?

8. Дальтон заңын беріңіз.

9. Идеал газ күйінің теңдеуін беріңіз.

10. Газдың термодинамикалық температурасы 255 К. Оның Цельсий

шкаласы бойынша температурасы қандай?