Молекулярная физика. Газовые законы

1. Количество вещества (в молях):

,

где m — масса вещества, N — число молекул, M — молярная масса (измеряется в кг/моль), N А = 6,02·1023 1/моль — число Аво­гадро.

2. Основное уравнение МКТ идеальных газов:

,

где m 0 = M/ N А — масса молекулы, n = N / V — концентрация (измеряется в 1/м3).

3. Связь абсолютной температуры (T = t +273 К) со средней кинетической энерги­ей поступательного движения молекул:

,

где k = 1,38·10‑23 Дж/К — постоянная Больцмана.

4. Средняя квадратичная скорость молекул:

где R = kN А = 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная.

5. Уравнение состояния идеального газа в МКТ:

p = nkT.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева—Клапейрона):

.

6. Следствия уравнения состояния. Если p 1, V 1и T 1описывают начальное состоя­ние газа, а p 2, V 2и T 2 — конечное состояние того же газа (m и M не изменились), то

(объединенный газовый закон). Если при этом p 1 = p 2(изобарный процесс), то

.

Если V 1 = V 2(изохорный процесс), то

.

Если T 1 = T 2(изотермический процесс), то

p 1 V 1 = p 2 V 2.

7. Давление смеси газов

p = p 1 + p 2 +…,

где p 1, p 2,¼ — парциальные давления отдельных газов (закон Дальтона). Парци­альное давление — такое давление, которое создавал бы при той же температуре дан­ный газ в отсутствие в сосуде остальных компонентов смеси.