Эзлэхүүний даралтын харьцаа. Хийн төлөвийн үндсэн хуулиуд. Практикт хэрэглэх боломжийн хязгаарлалт

Хийн масс ба эзэлхүүн тогтмол хэвээр байх үед хийн даралт температураас хэрхэн хамааралтай болохыг авч үзье.

Хийтэй битүү савыг аваад халааж үзье (Зураг 4.2). Бид хийн температурыг термометрээр, даралтыг даралт хэмжигч М ашиглан тодорхойлно.

Нэгдүгээрт, бид савыг хайлж буй цасанд байрлуулж, хийн даралтыг 0 хэмээр тогтооно, дараа нь бид гаднах савыг аажмаар халааж, хийн утгыг тэмдэглэнэ. Ийм туршлага дээр үндэслэн хийсэн хамаарлын график нь шулуун шугам шиг харагдаж байна (Зураг 4.3, а). Хэрэв бид энэ графикийг зүүн тийш үргэлжлүүлбэл энэ нь хийн даралт 0-д харгалзах х тэнхлэгтэй А цэгт огтлолцоно.

Зураг дээрх гурвалжны ижил төстэй байдлаас. 4.3, гэхдээ та бичиж болно:

Хэрэв бид тогтмолыг у гэж тэмдэглэвэл бид авна

Үндсэндээ тайлбарласан туршилтууд дахь пропорциональ байдлын коэффициент y нь хийн даралтын өөрчлөлтөөс түүний төрлөөс хамаарах хамаарлыг илэрхийлэх ёстой.

Хийн тогтмол эзэлхүүн ба тогтмол масстай температурын өөрчлөлтийн явцад хийн даралтын өөрчлөлт нь түүний төрлөөс хамаарах хэмжигдэхүүнийг даралтын температурын коэффициент гэж нэрлэдэг. Даралтын температурын коэффициент нь 0 ° C-т авсан хийн даралтын аль хэсэг нь халаахад түүний даралт өөрчлөгдөхийг харуулдаг.

Температурын коэффициент y-ийн нэгжийг SI-д гаргая:

Тайлбарласан туршилтыг өөр өөр масстай өөр өөр хийд давтан хийснээр туршилтын алдаан дотор бүх графикийн А цэгийг нэг газраас авсан болохыг тогтоож болно (Зураг 4.3, b). Энэ тохиолдолд OA сегментийн урт нь тэнцүү байна Иймээс бүх тохиолдолд хийн даралт тэг болох температур нь ижил бөгөөд тэнцүү байна даралтын температурын коэффициент y-ийн яг утгыг анхаарна уу. Асуудлыг шийдвэрлэхдээ тэд ихэвчлэн y-тэй тэнцүү ойролцоо утгыг ашигладаг

Туршилтаас y-ийн утгыг анх Францын физикч Ж.Чарльз тодорхойлж, 1787 онд дараах хуулийг тогтоожээ: даралтын температурын коэффициент нь хийн төрлөөс хамаарахгүй бөгөөд тэнцүү байна Энэ нь зөвхөн . бага нягтралтай, температурын өөрчлөлт багатай хий; өндөр даралт эсвэл бага температурт y нь хийн төрлөөс хамаарна. Зөвхөн идеал хий Чарльзын хуулийг хатуу дагаж мөрддөг.

Оршил

Тохиромжтой хийн төлөвийг хэмжигдэхүйц хэмжигдэхүүнээр бүрэн дүрсэлдэг: даралт, температур, эзэлхүүн. Эдгээр гурван хэмжигдэхүүний хоорондын хамаарлыг хийн үндсэн хуулиар тодорхойлно.

Ажлын зорилго

Бойл-Мариоттын хуулийг шалгаж байна.

Шийдэх асуудлууд

Хийн температур тогтмол байгааг харгалзан эзэлхүүн өөрчлөгдөх үед тариур дахь агаарын даралтыг хэмжих.

Туршилтын тохиргоо

Төхөөрөмж ба дагалдах хэрэгсэл

Даралт хэмжигч

Гарын авлагын вакуум насос

Энэ туршилтанд 1-р зурагт үзүүлсэн тохиргоог ашиглан Бойл-Мариотын хуулийг баталлаа. ​​Тариур дахь агаарын хэмжээг дараах байдлаар тодорхойлно.

Энд p 0 атмосферийн даралт, аp – даралт хэмжигч ашиглан хэмжсэн даралт.

Ажлын захиалга

Тариурын бүлүүрийг 50 мл-ийн тэмдэглэгээнд тохируулна.

Гарын вакуум насосны холбогч хоолойн чөлөөт үзүүрийг тариурын гаралтын хэсэгт сайтар шахна.

Поршений сунгах үед эзлэхүүнийг 5 мл-ээр нэмэгдүүлж, даралт хэмжигчийг хар масштаб дээр тэмдэглэнэ.

Поршений доорх даралтыг тодорхойлохын тулд агаар мандлын даралтаас паскалаар илэрхийлсэн монометрийн уншилтыг хасах шаардлагатай. Агаар мандлын даралт нь ойролцоогоор 1 бар бөгөөд энэ нь 100,000 Па-тай тэнцэнэ.

Хэмжилтийн үр дүнг боловсруулахын тулд холбох хоолойд агаар байгаа эсэхийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Үүнийг хийхийн тулд ханын зузаан нь 1.5 мм байх ёстойг харгалзан хоолойны уртыг соронзон хальсны хэмжүүрээр, диаметрийг диаметр хэмжигчээр хэмжиж холбох хоолойн эзэлхүүнийг хэмжиж тооцоолно.

Хэмжсэн агаарын эзэлхүүний даралтын харьцааны графикийг зур.

Тогтмол температурт эзлэхүүний даралтаас хамаарлыг Бойл-Мариотын хуулийг ашиглан тооцоолж график зур.

Онолын болон туршилтын хамаарлыг харьцуулах.

2133. Тогтмол эзэлхүүн дэх хийн даралтын температураас хамаарах хамаарал (Чарльзын хууль)

Оршил

Хийн тодорхой массын эзэлхүүн тогтмол байх нөхцөлд хийн даралтын температураас хамаарах хамаарлыг авч үзье. Эдгээр судалгааг анх 1787 онд Жак Александр Сезар Чарльз (1746-1823) хийсэн. Нарийн муруй хоолой хэлбэрээр мөнгөн усны манометрт холбогдсон том колбонд хий халаасан. Манометрийн нарийхан хоолойд мөнгөн усыг нүүлгэн шилжүүлэх үед колбоны эзэлхүүнийг халаахад бага зэрэг нэмэгдэхийг үл тоомсорлож байна. Тиймээс хийн эзэлхүүнийг тогтмол гэж үзэж болно. Колбыг тойрсон саванд ус халаах замаар хийн температурыг термометр ашиглан хэмжсэн. Т, ба харгалзах даралт Р- даралтын хэмжүүрийн дагуу. Савыг хайлсан мөсөөр дүүргэснээр даралтыг тодорхойлсон Р О, болон харгалзах температур Т О. Хэрэв 0  С-т даралт ихсэх нь тогтоогдсон Р О , дараа нь 1 С-ээр халах үед даралтын өсөлт нь дотор байх болно  Р О.  хэмжигдэхүүн нь бүх хийн хувьд ижил утгатай (илүү нарийвчлалтай, бараг ижил), тухайлбал 1/273  C -1 байна.  хэмжигдэхүүнийг даралтын температурын коэффициент гэнэ.

Чарльзын хууль нь 0  С температурт хийн даралтыг өгөгдсөн эзэлхүүн дэх 0  С-ийн өгөгдсөн массын даралтыг мэддэг бол ямар ч температурт хийн даралтыг тооцоолох боломжийг олгодог х о, мөн ижил хийн температур дахь даралт тх. Температур нь өөрчлөгддөг т, даралт нь өөрчлөгддөг  Р О т, дараа нь даралт Ртэнцүү байна:

Маш бага температурт хий нь шингэрүүлэх төлөвт ойртох үед, түүнчлэн өндөр шахсан хийн хувьд Чарльзын хууль үйлчлэхгүй. Чарльзын хууль ба Гэй-Люссакийн хуулинд багтсан  ба  коэффициентүүдийн давхцал нь санамсаргүй биш юм. Тогтмол температурт хийнүүд Бойль-Мариотын хуулийг дагаж мөрддөг тул  ба  нь хоорондоо тэнцүү байх ёстой.

Даралтын температурын хамаарлын томъёонд  даралтын температурын коэффициентийн утгыг орлуулъя.

Утга ( 273+ т) нь шинэ температурын хуваарь дээр хэмжсэн температурын утга гэж үзэж болох бөгөөд нэгж нь Цельсийн хуваарьтай ижил байх ба тэгийг Цельсийн тэг гэж авсан цэгээс 273  доош орших цэг гэж тооцно. масштаб, өөрөөр хэлбэл, мөс хайлах цэг. Энэхүү шинэ хуваарийн тэгийг үнэмлэхүй тэг гэж нэрлэдэг. Энэхүү шинэ хуваарийг термодинамик температурын хуваарь гэж нэрлэдэг бөгөөд энд Т т+273  .

Дараа нь тогтмол хэмжээгээр Чарльзын хууль хүчинтэй байна:

Ажлын зорилго

Чарльзын хуулийг шалгаж байна

Шийдэх асуудлууд

Тогтмол эзэлхүүн дэх хийн даралтын температураас хамаарах хамаарлыг тодорхойлох

Бага температурт экстраполяци хийх замаар үнэмлэхүй температурын хуваарийг тодорхойлох

Аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ

Анхаар: энэ ажилд шилийг ашигладаг.

Хийн термометртэй ажиллахдаа маш болгоомжтой байх; шилэн сав ба хэмжих аяга.

Халуун устай ажиллахдаа маш болгоомжтой байгаарай.

Туршилтын тохиргоо

Төхөөрөмж ба дагалдах хэрэгсэл

Хийн термометр

Гар утасны CASSY лаборатори

Термопар

Цахилгаан халаалтын хавтан

Шилэн хэмжих аяга

Шилэн сав

Гарын авлагын вакуум насос

Өрөөний температурт агаарыг гар насос ашиглан шахах үед агаарын баганад p0+р даралт үүснэ. Р 0 - гадаад даралт. Мөнгөн усны дусал нь агаарын баганад даралт үүсгэдэг.

Энэ туршилтанд энэ хуулийг хийн термометр ашиглан баталгаажуулсан. Термометрийг ойролцоогоор 90 градусын температуртай усанд байрлуулж, энэ системийг аажмаар хөргөнө. Гар вакуум насос ашиглан хийн термометрээс агаарыг шахах замаар хөргөх явцад агаарын тогтмол эзэлхүүнийг хадгалж байдаг.

Ажлын захиалга

Хийн термометрийн тагийг нээж, гар вакуум насосыг термометрт холбоно.

Зураг дээр зүүн талд үзүүлсэн шиг термометрийг болгоомжтой эргүүлээрэй. 2 ба түүнээс агаарыг шахуургаар шахаж, мөнгөн усны дусал а) цэг дээр дуусна (2-р зургийг үз).

А) цэг дээр мөнгөн ус хуримтлагдсаны дараа термометрийг нүхээр дээш нь эргүүлж, бариултай агаарыг шахуурга (2-р зургийг үз) болгоомжтой гаргаж, мөнгөн ус хэд хэдэн дусалд хуваагдахгүй.

Шилэн саванд ус халаах таваг дээр 90 хэм хүртэл халаана.

Шилэн саванд халуун ус хийнэ.

Хийн термометрийг саванд хийж, хөлийн тавцан дээр бэхлэнэ.

Термопарыг усанд хийнэ, систем аажмаар хөргөнө. Гарын вакуум насос ашиглан хийн термометрээс агаарыг шахах замаар хөргөх процессын туршид агаарын баганын тогтмол эзэлхүүнийг хадгалах болно.

Даралт хэмжүүрийн заалтыг  тэмдэглэнэ Рба температур Т.

Нийт хийн даралтын хамаарлыг зур х 0 +х+х Hg температураас o C.

Графикийг x тэнхлэгтэй огтлолцох хүртэл үргэлжлүүлнэ. Уулзалтын температурыг тодорхойлж, олж авсан үр дүнг тайлбарлана уу.

Налуу өнцгийн тангенсыг ашиглан даралтын температурын коэффициентийг тодорхойлно.

Тогтмол эзэлхүүн дэх даралтын температураас хамаарах хамаарлыг Чарльзын хуулийг ашиглан тооцоолж график зур. Онолын болон туршилтын хамаарлыг харьцуулах.

17-19-р зууны үед идеал хийн туршилтын хуулиудыг боловсруулсан. Тэднийг товчхон дурсъя.

Хамгийн тохиромжтой хийн изопроцессууд– параметрүүдийн аль нэг нь өөрчлөгдөөгүй үйл явц.

1. Изохорик үйл явц . Чарльзын хууль. V = const.

Изохорик үйл явцүед тохиолддог процесс гэж нэрлэдэг тогтмол эзэлхүүнВ. Энэхүү изохорик процесс дахь хийн зан байдал нь дуулгавартай байдаг Чарльзын хууль :

Тогтмол эзэлхүүн ба хийн масс ба түүний молийн массын тогтмол утгын үед хийн даралтын үнэмлэхүй температурын харьцаа тогтмол хэвээр байна: P / T= const.

Изохорик процессын график дээр PV- диаграмм гэж нэрлэдэг изохор . Изохорик процессын графикийг мэдэх нь ашигтай RT- Тэгээд В.Т-диаграммууд (Зураг 1.6). Изохорын тэгшитгэл:

P 0 нь 0 ° C-ийн даралт, α нь 1/273 градус -1-тэй тэнцүү хийн даралтын температурын коэффициент юм. Ийм хамаарлын график Рт-диаграмм нь Зураг 1.7-д үзүүлсэн хэлбэртэй байна.

Цагаан будаа. 1.7

2. Изобарик процесс. Гей-Луссакийн хууль.Р= const.

Изобарын процесс нь P тогтмол даралтанд явагддаг процесс юм . Изобарын процессын үед хийн төлөв байдал нь дагаж мөрддөг Гей-Луссакийн хууль:

Тогтмол даралт ба хийн масс ба түүний молийн массын тогтмол утгын үед хийн эзэлхүүний үнэмлэхүй температурын харьцаа тогтмол хэвээр байна. В/Т= const.

Изобар процессын график дээр В.Т- диаграмм гэж нэрлэдэг изобар . Изобарын процессын графикийг мэдэх нь ашигтай PV- Тэгээд RT-диаграммууд (Зураг 1.8).

Цагаан будаа. 1.8

Изобарын тэгшитгэл:

Энд α =1/273 хэм -1 - эзлэхүүний тэлэлтийн температурын коэффициент. Ийм хамаарлын график Vtдиаграмм нь Зураг 1.9-д үзүүлсэн хэлбэртэй байна.

Цагаан будаа. 1.9

3. Изотерм процесс. Бойл-Мариотын хууль.Т= const.

Изотермүйл явц нь үед тохиолддог үйл явц юм тогтмол температурТ.

Изотерм процессын үед хамгийн тохиромжтой хийн төлөв байдал нь дагаж мөрддөг Бойл-Мариотын хууль:

Тогтмол температур ба хийн масс ба түүний молийн массын тогтмол утгын үед хийн эзэлхүүн ба түүний даралтын бүтээгдэхүүн тогтмол хэвээр байна. PV= const.

Изотерм процессын график дээр PV- диаграмм гэж нэрлэдэг изотерм . Изотерм процессын графикийг мэдэх нь ашигтай В.Т- Тэгээд RT-диаграммууд (Зураг 1.10).

Цагаан будаа. 1.10

Изотермийн тэгшитгэл:

(1.4.5)

4. Адиабат процесс(изетропик):

Адиабат процесс нь хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцоогүйгээр явагддаг термодинамик процесс юм.

5. Политроп процесс.Хийн дулааны багтаамж тогтмол байх үйл явц.Политроп процесс нь дээр дурдсан бүх процессуудын ерөнхий тохиолдол юм.

6. Авогадрогийн хууль.Ижил даралт, ижил температурт ижил хэмжээтэй өөр өөр идеал хийнүүд ижил тооны молекулуудыг агуулна. Төрөл бүрийн бодисын нэг моль нь N A агуулдаг=6.02·10 23 молекулууд (Авогадрогийн тоо).

7. Далтоны хууль.Идеал хийн хольцын даралт нь түүнд багтсан хийнүүдийн P хэсэгчилсэн даралтын нийлбэртэй тэнцүү байна.

(1.4.6)

Хэсэгчилсэн даралт Pn нь тухайн хий дангаараа бүх эзэлхүүнийг эзэлсэн тохиолдолд үзүүлэх даралт юм.

At , хийн хольцын даралт.

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Хийн төлөвийн параметрүүдийн аль нэг нь тогтмол хэвээр байх процессыг нэрлэдэг изопроцессууд.

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Хийн тухай хууль- эдгээр нь хамгийн тохиромжтой хий дэх изопроцессыг тодорхойлсон хуулиуд юм.

Хийн хуулиудыг туршилтаар нээсэн боловч бүгдийг нь Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлээс гаргаж авч болно.

Тэдгээрийг тус бүрээр нь харцгаая.

Бойл-Мариотын хууль (изотерм процесс)

Изотерм процессТемператур нь тогтмол байх хийн төлөвийн өөрчлөлтийг гэж нэрлэдэг.

Тогтмол температурт хийн тогтмол массын хувьд хийн даралт ба эзэлхүүний бүтээгдэхүүн нь тогтмол утга юм.

Ижил хуулийг өөр хэлбэрээр (идеал хийн хоёр төлөвийн хувьд) дахин бичиж болно.

Энэ хууль нь Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлээс гарна.

Хийн тогтмол масс, тогтмол температурт тэгшитгэлийн баруун тал тогтмол хэвээр байх нь ойлгомжтой.

Тогтмол температурт хийн параметрүүдийн хамаарлын графикийг нэрлэдэг изотермууд.

Тогтмолыг үсгээр тэмдэглэж, изотермийн процессын үед даралтын эзэлхүүний функциональ хамаарлыг бичнэ.

Хийн даралт нь түүний эзэлхүүнтэй урвуу хамааралтай болохыг харж болно. Урвуу пропорционалийн график, улмаар координат дахь изотермийн график нь гипербол юм(Зураг 1, а). Зураг 1 b) ба в) координат дахь изотермийг тус тус үзүүлэв.

Зураг 1. Янз бүрийн координат дахь изотерм процессуудын графикууд

Гей-Люссакийн хууль (изобарын процесс)

Изобарик процессдаралт нь тогтмол байх хийн төлөвийн өөрчлөлт юм.

Тогтмол даралттай хийн тогтмол массын хувьд хийн эзэлхүүн ба температурын харьцаа нь тогтмол утга юм.

Энэ хууль нь мөн Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлээс үүсдэг.

изобарууд.

Даралт ба гарчигтай хоёр изобар процессыг авч үзье =="Rendered by QuickLaTeX.com)." height="18" width="95" style="vertical-align: -4px;">. В координатах и изобары будут иметь вид прямых линий, перпендикулярных оси (рис.2 а,б).!}

Графикийн төрлийг координатаар тодорхойлсны дараа бид температураас эзлэхүүний функциональ хамаарлыг изобар процессоор бичнэ.

Тогтмол даралттай үед хийн эзэлхүүн нь түүний температуртай шууд пропорциональ байгааг харж болно. Шууд пропорциональ байдлын график, улмаар Координат дахь изобарын график нь координатын эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугам юм(Зураг 2, в). Бодит байдал дээр хангалттай бага температурт бүх хий нь шингэн болж хувирдаг бөгөөд хийн хууль тогтоомжийг хэрэглэхээ больсон. Тиймээс координатын гарал үүслийн ойролцоо 2-р зураг, в)-ийн изобаруудыг тасархай шугамаар үзүүлэв.

Зураг 2. Янз бүрийн координат дахь изобар процессын графикууд

Чарльзын хууль (изохорын үйл явц)

Изохорик үйл явцэзэлхүүн нь тогтмол байх хийн төлөвийн өөрчлөлт гэж нэрлэдэг.

Тогтмол эзэлхүүнтэй хийн тогтмол массын хувьд хийн даралтын температурын харьцаа нь тогтмол утга юм.

Хийн хоёр төлөвийн хувьд энэ хуулийг дараах байдлаар бичнэ.

Энэ хуулийг Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлээс авч болно.

Тогтмол даралт дахь хийн параметрүүдийн графикийг нэрлэнэ изохорууд.

Эзлэхүүн ба гарчигтай хоёр изохор процессыг авч үзье="Rendered by QuickLaTeX.com)." height="18" width="98" style="vertical-align: -4px;">. В координатах и графиками изохор будут прямые, перпендикулярные оси (рис.3 а, б).!}

Координат дахь изохорик процессын графикийн төрлийг тодорхойлохын тулд Чарльзын хуулийн тогтмолыг үсгээр тэмдэглээд бид дараахь зүйлийг авна.

Тиймээс тогтмол эзэлхүүн дэх температурын даралтын функциональ хамаарал нь шууд пропорциональ байдал юм ийм хамаарлын график нь координатын эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугам юм (Зураг 3, в).

Зураг 3. Төрөл бүрийн координат дахь изохорик процессуудын графикууд

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1

Дасгал хийх	Анхны температуртай хийн тодорхой массыг изобараар хөргөхөд хийн эзэлхүүн дөрөвний нэгээр буурах ёстой вэ?
Шийдэл	Изобарын процессыг Гэй-Люссакийн хуулиар тайлбарлав. Асуудлын нөхцлийн дагуу изобар хөргөлтийн улмаас үүссэн хийн хэмжээ дөрөвний нэгээр буурдаг тул: эцсийн хийн температур хаана байна: Нэгжийг SI систем рүү хөрвүүлье: хийн анхны температур. Тооцоолъё:
Хариулах	Хийг температурт хөргөх ёстой.

ЖИШЭЭ 2

Дасгал хийх	Хаалттай саванд 200 кПа даралттай хий агуулагддаг. Температурыг 30%-иар нэмэгдүүлбэл хийн даралт ямар болох вэ?
Шийдэл	Хий агуулсан савыг хаасан тул хийн эзэлхүүн өөрчлөгдөхгүй. Изохорик процессыг Чарльзын хуулиар тайлбарлав. Асуудлын дагуу хийн температур 30% -иар нэмэгдсэн тул бид дараахь зүйлийг бичиж болно. Сүүлчийн хамаарлыг Чарльзын хуульд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна. Нэгжийг SI систем рүү хөрвүүлье: хийн анхны даралт кПа = Па. Тооцоолъё:
Хариулах	Хийн даралт 260 кПа болно.

ЖИШЭЭ 3

Дасгал хийх	Онгоцонд тоноглогдсон хүчилтөрөгчийн систем байдаг Па даралт дахь хүчилтөрөгч. Хамгийн их өргөх өндөрт нисгэгч энэ системийг кран ашиглан эзэлхүүний хоосон цилиндртэй холбодог. Үүнд ямар дарамт бий болох вэ? Хийн тэлэлтийн процесс нь тогтмол температурт явагддаг.
Шийдэл	Изотермийн процессыг Бойл-Мариотын хуулиар тайлбарлав.

Тэмдэглэл:Сэдвийн уламжлалт танилцуулга, компьютерийн загвар дээрх үзүүлэнгээр нэмэгдэв.

Материйн гурван нийлбэр төлөвөөс хамгийн энгийн нь хий төлөв юм. Хийн хувьд молекулуудын хооронд үйлчлэх хүч нь бага бөгөөд тодорхой нөхцөлд үүнийг үл тоомсорлож болно.

Газ гэж нэрлэдэг төгс , Хэрэв:

Молекулуудын хэмжээг үл тоомсорлож болно, өөрөөр хэлбэл. молекулуудыг материаллаг цэг гэж үзэж болно;

Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хүчийг үл тоомсорлож болно (молекулуудын харилцан үйлчлэлийн боломжит энерги нь тэдний кинетик энергиэс хамаагүй бага);

Молекулуудын бие биетэйгээ болон хөлөг онгоцны ханатай мөргөлдөхийг туйлын уян хатан гэж үзэж болно.

Бодит хий нь дараах тохиолдолд хамгийн тохиромжтой хийтэй ойролцоо шинж чанартай байдаг.

Хэвийн нөхцөлд ойрхон нөхцөл (t = 0 0 C, p = 1.03·10 5 Па);

Өндөр температурт.

Идеал хийн үйл ажиллагааг зохицуулах хуулиудыг нэлээд эрт дээр үеэс туршилтаар олж илрүүлсэн. Ийнхүү Бойл-Мариоттын хууль 17-р зуунд бий болсон. Эдгээр хуулиудын томъёоллыг өгье.

Бойлийн хууль - Мариотт.Хий нь түүний температурыг тогтмол байлгах нөхцөлд байг (ийм нөхцөл гэж нэрлэдэг изотерм ).Тэгвэл өгөгдсөн хийн массын хувьд даралт ба эзэлхүүний үржвэр тогтмол байна:

Энэ томъёог гэж нэрлэдэг изотермийн тэгшитгэл. Графикийн хувьд янз бүрийн температурт p-ийн V-ийн хамаарлыг зурагт үзүүлэв.

Эзлэхүүн өөрчлөгдөхөд даралтыг өөрчлөх биеийн шинж чанарыг нэрлэдэг шахах чадвар. Хэрэв эзэлхүүний өөрчлөлт T=const үед тохиолдвол шахагдах чадварыг тодорхойлно изотермийн шахалтын коэффициентдаралтын нэгж өөрчлөлтийг үүсгэсэн эзлэхүүний харьцангуй өөрчлөлт гэж тодорхойлогддог.

Тохиромжтой хийн хувьд түүний утгыг тооцоолоход хялбар байдаг. Изотермийн тэгшитгэлээс бид дараахь зүйлийг олж авна.

Хасах тэмдэг нь эзэлхүүн ихсэх тусам даралт буурч байгааг харуулж байна. Иймээс идеал хийн изотермийн шахалтын коэффициент нь түүний даралтын эсрэг тэнцүү байна. Даралт ихсэх тусам буурдаг, учир нь Даралт ихсэх тусам хий цааш шахах боломж бага байна.

Гей-Луссакийн хууль.Хийн даралтыг тогтмол байлгах нөхцөлд хий (ийм нөхцөл гэж нэрлэдэг). изобар ). Хөдөлгөөнт поршений хаалттай цилиндрт хий байрлуулах замаар тэдгээрийг хийж болно. Дараа нь хийн температурын өөрчлөлт нь поршений хөдөлгөөн, эзлэхүүн өөрчлөгдөхөд хүргэдэг. Хийн даралт тогтмол хэвээр байх болно. Энэ тохиолдолд өгөгдсөн хийн массын хувьд түүний эзэлхүүн нь температуртай пропорциональ байна.

Энд V 0 нь t = 0 0 С температурын эзэлхүүн, - эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициентхий Үүнийг шахалтын коэффициенттэй төстэй хэлбэрээр илэрхийлж болно.

Графикийн хувьд янз бүрийн даралтын V-ийн T-ээс хамаарлыг зурагт үзүүлэв.

Цельсийн температураас үнэмлэхүй температур руу шилжихэд Гэй-Люссакийн хуулийг дараах байдлаар бичиж болно.

Чарльзын хууль.Хэрэв хий нь эзэлхүүн нь тогтмол байх нөхцөлд байгаа бол ( изохорик нөхцөл), дараа нь өгөгдсөн хийн массын хувьд даралт нь температуртай пропорциональ байна:

Энд p 0 - t = 0 0 С температур дахь даралт, - даралтын коэффициент. Энэ нь 1 0-оор халах үед хийн даралтын харьцангуй өсөлтийг харуулж байна.

Чарльзын хуулийг мөн дараах байдлаар бичиж болно.

Авогадрогийн хууль:Ижил температур, даралттай аливаа идеал хийн нэг моль ижил эзэлхүүнийг эзэлдэг. Хэвийн нөхцөлд (t = 0 0 C, p = 1.03·10 5 Па) энэ эзэлхүүн м -3 / моль-тэй тэнцүү байна.

Төрөл бүрийн бодисын 1 мольд агуулагдах тоосонцрын тоог гэнэ. Авогадрогийн тогтмол :

Ердийн нөхцөлд 1 м3 талбайд n0 ширхэгийн тоог тооцоолоход хялбар байдаг.

Энэ дугаарыг дуудаж байна Loschmidt тоо.

Далтоны хууль:хамгийн тохиромжтой хийн хольцын даралт нь түүнд орж буй хийн хэсэгчилсэн даралтын нийлбэртэй тэнцүү байна, өөрөөр хэлбэл.

Хаана - хэсэгчилсэн даралт- хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүд тус бүр нь ижил температурт хольцын эзэлхүүнтэй тэнцүү эзэлхүүнийг эзэлдэг бол үзүүлэх даралт.

Клапейрон - Менделеевийн тэгшитгэл.Хамгийн тохиромжтой хийн хуулиас бид олж авч болно төлөвийн тэгшитгэл , тэнцвэрт байдалд байгаа идеал хийн T, p, V-г холбох. Энэ тэгшитгэлийг анх Францын физикч, инженер Б.Клапейрон, Оросын эрдэмтэд Д.И. Тиймээс Менделеев тэдний нэрийг авчээ.

Хийн тодорхой масс нь V 1 эзэлхүүнийг эзэлж, p 1 даралттай, T 1 температурт байг. Өөр төлөвт байгаа хийн ижил масс нь V 2, p 2, T 2 параметрүүдээр тодорхойлогддог (зураг харна уу). 1-р төлөвөөс 2-р төлөв рүү шилжих нь изотерм (1 - 1") ба изохорик (1" - 2) гэсэн хоёр процессын хэлбэрээр явагддаг.

Эдгээр үйл явцын хувьд бид Бойл-Мариотт ба Гэй-Луссак хуулиудыг бичиж болно.

Тэгшитгэлээс p 1 "-ийг хасаад бид олж авна

1 ба 2-р төлөвийг дур зоргоороо сонгосон тул сүүлчийн тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно.

Энэ тэгшитгэл гэж нэрлэдэг Клапейроны тэгшитгэл , үүнд B нь тогтмол бөгөөд өөр өөр хийн массын хувьд ялгаатай.

Менделеев Клапейроны тэгшитгэлийг Авогадрогийн хуультай хослуулсан. Авогадрогийн хуулийн дагуу p ба T-тэй ижил 1 моль идеал хий нь ижил V m эзэлхүүнийг эзэлдэг тул В тогтмол нь бүх хийд ижил байх болно. Бүх хийд нийтлэг байдаг энэ тогтмолыг R гэж тэмдэглэж, нэрлэдэг бүх нийтийн хийн тогтмол. Дараа нь

Энэ тэгшитгэл нь төлөвийн идеал хийн тэгшитгэл , үүнийг бас нэрлэдэг Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэл .

Бүх нийтийн хийн тогтмол байдлын тоон утгыг ердийн нөхцөлд p, T, V m утгыг Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэлд орлуулах замаар тодорхойлж болно.

Аливаа хийн массын хувьд Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэлийг бичиж болно. Үүнийг хийхийн тулд m масстай хийн эзэлхүүн нь нэг молийн эзэлхүүнтэй V = (m/M)V m томьёогоор хамааралтай гэдгийг санаарай, энд M нь M байна. хийн молийн масс. Дараа нь m масстай хийн Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэл дараах хэлбэртэй байна.

мэнгэний тоо хаана байна.

Ихэнхдээ идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлийг томъёогоор бичдэг Больцман тогтмол :

Үүний үндсэн дээр төлөвийн тэгшитгэлийг дараах байдлаар илэрхийлж болно

молекулуудын концентраци хаана байна. Сүүлчийн тэгшитгэлээс харахад идеал хийн даралт нь түүний температур ба молекулуудын концентрацитай шууд пропорциональ байна.

Жижиг жагсаалхамгийн тохиромжтой хийн хуулиуд. Товчлуурыг дарсны дараа "Эхэлцгээе"Та товчлуур дээр дарсны дараа дэлгэцэн дээр юу болж байгаа талаар илтгэгчийн тайлбар (хар өнгө) болон компьютерийн үйлдлийн тайлбарыг харах болно. "Цаашид"(Хүрэн өнгө). Компьютер "завгүй" үед (өөрөөр хэлбэл туршилт явагдаж байна) энэ товчлуур идэвхгүй байна. Одоогийн туршилтаар олж авсан үр дүнг ойлгосны дараа л дараагийн хүрээ рүү шилжинэ. (Хэрэв таны ойлголт хөтлөгчийн тайлбартай давхцахгүй бол бичээрэй!)

Та одоо байгаа хамгийн тохиромжтой хийн хуулиудын үнэн зөвийг шалгаж болно