Урок на тему “Рівняння стану ідеального газу” 10 клас

Вчитель: Лепська В.М.                    Фізика-10                   Рівняння Менделєєва-Клапейрона

Рівняння Клапейрона

Теоретичною основою для формули стану ідеального газу є молекулярно-кінетична теорія:

Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії позв’язує  тиск ідеального газу з концентрацією та середньою квадратичною швидкістю:

Якщо відома середньоквадратична швидкість матеріальної точки, то її енергія дорівнює:

Це означає, що:

Середня енергія молекули газу прямо пропорційна температурі:

Якщо підставимо цей вираз у попередній, то отримаємо:

p=nkT

Отримана формула показує, що при однакових тисках та температурах концентрація молекул будь-якого газу однакова:

А це означає, якщо кількість молекул постійна, то відношення добутку тиску та об’єму до температури для ідеального газу буде сталим:

Це співвідношення має назву рівняння Клапейрона.

Рівняння стану ідеального газу

Кількість молекул газу у рівняння Клапейрона можна отримати, знаючи кількість речовини (кожний моль речовини складається з однакової кількості молекул, яка відповідає числу Авогадро ):

Якщо підставити знайдене значення концентрації у формулу тиску, то отримаємо:

Добуток сталої Больцмана к та сталої Авогадро N _A називаться універсально газовою сталою , яка дорівнює R = 8,31 Дж / моль * К. Підставивши це значення в рівняння маємо:

Отримане співвідношення пов’язу макроскопічні параметры газові (об’єм, тиск, температуру) с физическими включениями речовини (з загальною та молярною масою). Воно було отримано Менделєєвим та називається рівнянням Менделєєва-Клапейрона.

Увага! Відео російською мовою

Джерело:

https://www.youtube.com/watch?v=XJS1llpnZK8

Физика. МКТ: Уравнение Менделеева-Клапейрона для идеального газа. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

Виконайте интерактивну вправу для закладки вивченого матеріалу

Виконайте тестове завдання