Các định luật khí phương trình clapeyron của Mendeleev. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng (phương trình Mendeleev-Clapeyron)

Mô hình khí lý tưởng được sử dụng để giải thích các tính chất của vật chất ở trạng thái khí.

Khí lý tưởng tên một chất khí mà kích thước của phân tử và lực tương tác phân tử có thể được bỏ qua; Sự va chạm của các phân tử trong chất khí đó xảy ra theo quy luật va chạm của quả cầu đàn hồi.

khí thực hoạt động như một phân tử lý tưởng khi khoảng cách trung bình giữa các phân tử lớn hơn nhiều lần so với kích thước của chúng, tức là ở độ hiếm đủ lớn.

Trạng thái của chất khí được mô tả bởi ba tham số V, P, T, giữa các tham số này có một mối quan hệ rõ ràng, được gọi là phương trình Mendeleev-Clapeyron.

R - hằng số mol khí, xác định công mà 1 mol khí thực hiện khi nung nóng đẳng tích 1 K.

Tên gọi của phương trình này là do nó lần đầu tiên được D.I. Mendeleev (1874) trên cơ sở khái quát những kết quả mà nhà bác học Pháp B.P. Clapeyron.

Một số hệ quả quan trọng xảy ra từ phương trình trạng thái của khí lý tưởng:

Ở cùng nhiệt độ và áp suất, thể tích bằng nhau của bất kỳ khí lý tưởng nào chứa cùng số phân tử(Định luật Avagadro).

Áp suất của hỗn hợp các khí lý tưởng không tương tác hóa học bằng tổng các áp suất riêng phần của các khí này(Định luật Dalton ).

Tỉ số giữa tích áp suất và thể tích của một lượng khí lý tưởng với nhiệt độ tuyệt đối của nó là một giá trị không đổi đối với một khối lượng nhất định của một lượng khí nhất định(luật khí kết hợp)

Mọi sự thay đổi trạng thái của chất khí đều được gọi là quá trình nhiệt động.

Trong quá trình chuyển đổi của một khối lượng khí nhất định từ trạng thái này sang trạng thái khác, trong trường hợp chung, tất cả các thông số của chất khí có thể thay đổi: thể tích, áp suất và nhiệt độ. Tuy nhiên, đôi khi bất kỳ hai thông số nào trong số này thay đổi, trong khi thông số thứ ba không thay đổi. Các quá trình trong đó một trong các thông số về trạng thái của chất khí không đổi, trong khi hai thông số kia thay đổi, được gọi là isoprocesses .

§ 9.2.1Quá trình đẳng nhiệt (T =hăng sô). Định luật Boyle-Mariotte.

P Quá trình xảy ra trong chất khí có nhiệt độ không đổi được gọi là đẳng nhiệt ("izos" - "giống nhau"; "terme" - "sự ấm áp").

Trong thực tế, quá trình này có thể được thực hiện bằng cách giảm từ từ hoặc tăng thể tích khí. Với quá trình nén và giãn nở chậm, tạo điều kiện để duy trì nhiệt độ khí không đổi do trao đổi nhiệt với môi trường.

Nếu tăng thể tích V ở nhiệt độ không đổi thì áp suất P giảm, khi giảm thể tích V thì áp suất P tăng, tích của P và V được bảo toàn.

pV = const (9,11)

Luật này được gọi là Định luật Boyle-Mariotte, kể từ khi nó được mở gần như đồng thời vào thế kỷ 17. Nhà khoa học Pháp E. Mariotte và nhà khoa học Anh R. Boyle.

Định luật Boyle-Mariotte được xây dựng như thế này: Tích của áp suất và thể tích của một khối khí nhất định có giá trị không đổi:

Sự phụ thuộc đồ thị của áp suất khí P vào thể tích V được mô tả dưới dạng một đường cong (hyperbol), được gọi là đẳng nhiệt(hình.9.8). Nhiệt độ khác nhau tương ứng với các đường đẳng nhiệt khác nhau. Đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ cao hơn nằm trên đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ thấp hơn. Và trong các tọa độ VT (thể tích - nhiệt độ) và PT (áp suất - nhiệt độ), các đường đẳng nhiệt là những đường thẳng vuông góc với trục nhiệt độ (Hình.).

§ 9.2.2Quá trình Isobaric (P= hăng sô). Định luật Gay-Lussac

Quá trình xảy ra trong chất khí mà áp suất không đổi được gọi là đường đẳng áp ("baros" - "trọng lực"). Ví dụ đơn giản nhất của quá trình đẳng tích là sự giãn nở của một chất khí được nung nóng trong một xi lanh với một piston tự do. Sự nở ra của chất khí quan sát được trong trường hợp này được gọi là sự giãn nở nhiệt.

Các thí nghiệm được tiến hành vào năm 1802 bởi nhà vật lý và hóa học người Pháp Gay-Lussac cho thấy rằng Thể tích khí có khối lượng xác định ở áp suất không đổi lsương muốităng theo nhiệt độ(Định luật Gay-Lussac) :

V = V 0 (1 + αt) (9,12)

Giá trị α được gọi là hệ số nhiệt độ của sự giãn nở thể tích(cho tất cả các loại khí
)

Nếu chúng ta thay nhiệt độ đo trên thang độ C bằng nhiệt độ nhiệt động, chúng ta nhận được định luật Gay-Lussac trong công thức sau: ở áp suất không đổi, tỉ số thể tích của khối lượng khí lý tưởng so với nhiệt độ tuyệt đối của nó là một giá trị không đổi, những thứ kia.

Về mặt đồ thị, sự phụ thuộc này vào tọa độ Vt được mô tả như một đường thẳng ló ra từ điểm t = -273 ° C. Dòng này được gọi là isobar(Hình 9.9). Các áp suất khác nhau tương ứng với các isobars khác nhau. Vì thể tích của một chất khí giảm khi tăng áp suất ở nhiệt độ không đổi, thanh đẳng áp tương ứng với áp suất cao hơn nằm bên dưới thanh đẳng áp tương ứng với áp suất thấp hơn. Trong hệ tọa độ PV và PT, đường đẳng áp là những đường thẳng vuông góc với trục áp suất. Ở nhiệt độ thấp, gần bằng nhiệt độ hóa lỏng (ngưng tụ) của các chất khí, định luật Gay-Lussac không được thực hiện, vì vậy đường màu đỏ trên đồ thị được thay bằng đường màu trắng.

§ 9.2.3Quá trình Isochoric (V= hăng sô). Luật của Charles

Quá trình xảy ra trong một chất khí, trong đó thể tích không đổi, được gọi là đẳng tích ("horema" - công suất). Để thực hiện quá trình đẳng tích, chất khí được đặt trong một bình kín không thay đổi thể tích.

F Nhà vật lý người Pháp J. Charles đã thành lập: Áp suất của một chất khí có khối lượng nhất định ở thể tích không đổi tăng tuyến tính khi tăngnhiệt độ(Luật Charles):

Р = Р 0 (1 + γt) (9.14)

(p - áp suất khí ở nhiệt độ t, ° C; p 0 - áp suất của nó ở 0 ° C].

Đại lượng γ được gọi là hệ số nhiệt độ áp suất. Giá trị của nó không phụ thuộc vào bản chất của chất khí: đối với mọi chất khí
.

Nếu chúng ta thay nhiệt độ đo trên thang độ C bằng nhiệt độ nhiệt động lực học, chúng ta nhận được định luật Charles trong công thức sau: ở một thể tích không đổi, tỉ số giữa áp suất của một khối lượng nhất định của một lượng khí lý tưởng với nhiệt độ tuyệt đối của nó là một giá trị không đổi, những thứ kia.

Về mặt hình ảnh, sự phụ thuộc này vào tọa độ Pt được mô tả như một đường thẳng đi ra khỏi điểm t = -273 ° C. Dòng này được gọi là bờ biển(Hình 9.10). Các khối lượng khác nhau tương ứng với các isochores khác nhau. Vì khi tăng thể tích của một chất khí ở nhiệt độ không đổi, áp suất của nó giảm, thì đẳng thế tương ứng với thể tích lớn hơn nằm dưới đẳng tích ứng với thể tích nhỏ hơn. Trong hệ tọa độ PV và VT, hình đẳng là những đường thẳng vuông góc với trục thể tích. Trong vùng nhiệt độ thấp gần với nhiệt độ hóa lỏng (ngưng tụ) của chất khí, định luật Charles, cũng như định luật Gay-Lussac, không được thực hiện.

Đơn vị của nhiệt độ trong thang nhiệt động lực học là kelvin (K); tương ứng với 1 ° C.

Nhiệt độ đo trên thang nhiệt độ nhiệt động học được gọi là nhiệt độ nhiệt động lực học. Vì điểm nóng chảy của nước đá ở áp suất khí quyển bình thường, được coi là 0 ° C, là 273,16 K -1, thì

các định luật về chất khí. Phương trình Mendeleev-Clapeyron.

Thực nghiệm nghiên cứu tính chất của chất khí, được thực hiện từ thế kỷ XVII-XVIII. Boyle, Mariotte, Gay-Lussac, Charles, đã dẫn đến việc xây dựng các định luật khí.

1. Quá trình đẳng nhiệt - T = hăng sô .

Định luật Boyle-Mariotte: pV= const.

đồ thị phụ thuộc P từ Vđược thể hiện trong Hình 2.1. Đường đẳng nhiệt càng cao thì nhiệt độ tương ứng càng cao, T 2> T 1.

2. Quá trình Isobaric - p= const .

Định luật Gay-Lussac: .

Biểu đồ của V so với T được thể hiện trong hình. 2.2. Thanh đẳng áp càng nghiêng về trục nhiệt độ càng thấp thì áp suất tương ứng với nó càng lớn, p 2> p 1.

3. Quá trình Isochoric - V= const .

Luật của Charles: .

đồ thị phụ thuộc R từ Tđược thể hiện trong hình 2.3. Bờ biển nghiêng càng thấp so với trục nhiệt độ, thì thể tích nó tương ứng với nó càng lớn, V 2 > V 1 .

Kết hợp các biểu thức của các định luật khí, chúng ta nhận được một phương trình liên quan đến p, V, T (định luật khí kết hợp): .

Hằng số trong phương trình này được xác định bằng thực nghiệm. Cho lượng chất khí 1 nốt ruồi hóa ra nó bằng R = 8,31 J / (mol × K) và được đặt tên là khí vạn năng.

1 mol bằng lượng chất của một hệ chứa bao nhiêu nguyên tố cấu tạo có nguyên tử cacbon-12 nặng 0,012 kg. Số lượng phân tử (đơn vị cấu tạo) trong 1 nốt ruồi bằng số Avogadro: N A \ u003d 6,02.10 23 mol -1. Đối với R, quan hệ là đúng: R = k N A

Vì vậy đối với một cầu nguyện: .

Đối với một lượng khí tùy ý n = m / m, ở đâu m là khối lượng mol của chất khí. Kết quả là, chúng ta thu được phương trình trạng thái của khí lý tưởng, hay phương trình Mendeleev-Clapeyron .

Mỗi học sinh lớp mười, tại một trong các bài học vật lý, nghiên cứu định luật Clapeyron-Mendeleev, công thức, công thức cấu tạo của nó, học cách sử dụng nó trong việc giải quyết các vấn đề. Tại các trường đại học kỹ thuật, chủ đề này cũng được đưa vào quá trình giảng dạy và làm việc thực tế, và trong một số ngành, và không chỉ trong vật lý. Định luật Clapeyron-Mendeleev được sử dụng tích cực trong nhiệt động lực học khi biên soạn phương trình trạng thái của khí lý tưởng.

Nhiệt động lực học, các trạng thái và quá trình nhiệt động lực học

Nhiệt động lực học là một nhánh của vật lý học chuyên nghiên cứu các đặc tính chung của các vật thể và các hiện tượng nhiệt trong các vật thể này mà không tính đến cấu trúc phân tử của chúng. Áp suất, thể tích và nhiệt độ là những đại lượng chính được tính đến khi mô tả các quá trình nhiệt trong các cơ thể. Quá trình nhiệt động lực học là sự thay đổi trạng thái của một hệ, tức là sự thay đổi các đại lượng cơ bản của nó (áp suất, thể tích, nhiệt độ). Tùy thuộc vào sự thay đổi của các đại lượng cơ bản, các hệ là cân bằng và không cân bằng. Các quá trình nhiệt (nhiệt động) có thể được phân loại như sau. Nghĩa là, nếu hệ chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác, thì các quá trình như vậy được gọi là trạng thái cân bằng tương ứng. Đến lượt mình, các quá trình không cân bằng được đặc trưng bởi sự chuyển đổi các trạng thái không cân bằng, tức là các đại lượng chính trải qua những thay đổi. Tuy nhiên, chúng (các quá trình) có thể được chia thành thuận nghịch (có thể chuyển đổi ngược lại qua các trạng thái giống nhau) và không thể đảo ngược. Tất cả các trạng thái của hệ thống có thể được mô tả bằng các phương trình nhất định. Để đơn giản hóa các tính toán trong nhiệt động lực học, người ta đưa ra khái niệm như khí lý tưởng - một loại trừu tượng, được đặc trưng bởi sự vắng mặt của tương tác ở khoảng cách giữa các phân tử, kích thước của chúng có thể bị bỏ qua do kích thước nhỏ của chúng. Các định luật khí chính và phương trình Mendeleev-Clapeyron có mối liên hệ chặt chẽ với nhau - tất cả các định luật đều tuân theo phương trình. Chúng mô tả các quá trình đẳng áp trong các hệ thống, nghĩa là, các quá trình này là kết quả của một trong các thông số chính không thay đổi (quá trình đẳng tích - thể tích không thay đổi, đẳng nhiệt - nhiệt độ không đổi, đẳng áp - nhiệt độ và thể tích thay đổi ở một hằng số sức ép). Định luật Clapeyron-Mendeleev đáng được phân tích chi tiết hơn.

Phương trình trạng thái khí lý tưởng

Định luật Clapeyron-Mendeleev biểu thị mối quan hệ giữa áp suất, thể tích, nhiệt độ và lượng chất của khí lý tưởng. Cũng có thể biểu thị sự phụ thuộc chỉ giữa các thông số chính, tức là nhiệt độ tuyệt đối, thể tích mol và áp suất. Bản chất không thay đổi, vì thể tích mol bằng tỉ số thể tích với lượng chất.

Định luật Mendeleev-Clapeyron: công thức

Phương trình trạng thái của khí lý tưởng được viết dưới dạng tích của áp suất và thể tích mol, tương đương với tích của hằng số khí phổ và nhiệt độ tuyệt đối. Hằng số khí phổ là hệ số tỉ lệ, một hằng số (giá trị không đổi), biểu thị công giãn nở của một mol trong quá trình tăng giá trị nhiệt độ 1 Kelvin trong các điều kiện của quá trình đẳng tích. Giá trị của nó là (xấp xỉ) 8,314 J / (mol * K). Nếu chúng ta biểu thị thể tích mol, thì chúng ta nhận được một phương trình có dạng: p * V \ u003d (m / M) * R * T. Hoặc bạn có thể đưa nó về dạng: p = nkT, trong đó n là nồng độ của nguyên tử, k là hằng số Boltzmann (R / NA).

Giải quyết vấn đề

Định luật Mendeleev-Clapeyron, giải quyết các vấn đề với sự trợ giúp của nó tạo điều kiện rất nhiều cho phần tính toán trong thiết kế thiết bị. Khi giải các bài toán, định luật được áp dụng trong hai trường hợp: cho một trạng thái của chất khí và khối lượng của nó, và nếu khối lượng chất khí chưa biết thì biết sự thay đổi của nó. Cần lưu ý rằng trong trường hợp hệ thống đa thành phần (hỗn hợp khí), phương trình trạng thái được viết cho từng thành phần, tức là đối với từng khí riêng biệt. Định luật Dalton được sử dụng để thiết lập mối quan hệ giữa áp suất hỗn hợp và áp suất thành phần. Cũng cần nhớ rằng đối với mỗi trạng thái của chất khí, nó được mô tả bằng một phương trình riêng biệt, sau đó hệ phương trình đã thu được sẽ được giải. Và, cuối cùng, phải luôn nhớ rằng trong trường hợp phương trình trạng thái của khí lý tưởng, nhiệt độ là một giá trị tuyệt đối, giá trị của nó nhất thiết phải được lấy bằng Kelvin. Nếu, trong các điều kiện của nhiệm vụ, nhiệt độ được đo bằng độ C hoặc bằng bất kỳ giá trị nào khác, thì cần phải chuyển đổi sang độ Kelvin.

Chúng tôi lấy công thức và thay thế trong đó. Chúng tôi nhận được:

P= nkT.

Bây giờ nhớ lại rằng A, ở đâu ν - số mol khí:

,

pV= νRT.(3)

Quan hệ (3) được gọi là phương trình Mendeleev-Clapeyron. Nó đưa ra mối quan hệ của ba thông số vĩ mô quan trọng nhất mô tả trạng thái của khí lý tưởng - áp suất, thể tích và nhiệt độ. Do đó, phương trình Mendeleev-Clapeyron còn được gọi là phương trình trạng thái khí lý tưởng.

Cho rằng , ở đâu m- khối lượng của chất khí, chúng ta nhận được một dạng khác của phương trình Mendeleev - Clapeyron:

(4)

Có một phiên bản hữu ích khác của phương trình này. Hãy chia cả hai phần thành V:

Nhưng mà là khối lượng riêng của chất khí. Từ đây

(5)

Trong các bài toán vật lý, cả ba dạng viết (3) - (5) đều được sử dụng tích cực.

isoprocesses

Trong suốt phần này, chúng tôi sẽ tuân theo giả định sau: khối lượng và thành phần hóa học của khí không đổi. Nói cách khác, chúng tôi tin rằng:

m= const, nghĩa là không có rò rỉ khí từ bình hoặc ngược lại, khí tràn vào bình;

µ = const, nghĩa là, các hạt khí không trải qua bất kỳ sự thay đổi nào (nói rằng, không có sự phân ly - sự phân rã của các phân tử thành nguyên tử).

Hai điều kiện này được thỏa mãn trong rất nhiều tình huống vật lý thú vị (ví dụ, trong các mô hình đơn giản của động cơ nhiệt) và do đó đáng được xem xét riêng.

Nếu khối lượng của một chất khí và khối lượng mol của nó là cố định, thì trạng thái của chất khí đó được xác định bởi số ba thông số vĩ mô: sức ép, âm lượng và nhiệt độ. Các tham số này liên quan với nhau theo phương trình trạng thái (phương trình Mendeleev-Clapeyron).

Quá trình nhiệt động lực học

Quá trình nhiệt động lực học(hoặc đơn giản quá trình) là sự thay đổi trạng thái của chất khí theo thời gian. Trong quá trình nhiệt động lực học, giá trị của các thông số vĩ mô thay đổi - áp suất, thể tích và nhiệt độ.

Đặc biệt quan tâm là isoprocesses- các quá trình nhiệt động lực học trong đó giá trị của một trong các thông số vĩ mô không thay đổi. Lần lượt sửa từng tham số trong số ba tham số, chúng ta nhận được ba loại quy trình đẳng cấp.

1. Quá trình đẳng nhiệt chạy ở nhiệt độ khí không đổi: T= const.

2. quá trình đẳng cấp chạy ở áp suất khí không đổi: P= const.

3. Quá trình đẳng tích chạy ở một thể tích khí không đổi: V= const.

Các quá trình đẳng lập được mô tả bằng các luật rất đơn giản của Boyle - Mariotte, Gay-Lussac và Charles. Hãy chuyển sang nghiên cứu chúng.

Quá trình đẳng nhiệt

Trong một quá trình đẳng nhiệt, nhiệt độ của chất khí không đổi. Trong quá trình đó, chỉ có áp suất của chất khí và thể tích của nó thay đổi.

Thiết lập mối quan hệ giữa áp lực P và âm lượng V chất khí trong một quá trình đẳng nhiệt. Để nhiệt độ khí là T. Chúng ta hãy xem xét hai trạng thái tùy ý của chất khí: ở một trong số chúng, giá trị của các thông số vĩ mô bằng P 1 , V 1 , T, và trong lần thứ hai P 2 , V 2 , T. Các giá trị này liên quan đến phương trình Mendeleev-Clapeyron:

Như chúng ta đã nói ngay từ đầu, khối lượng khí m và khối lượng mol của nó µ giả định là không thay đổi. Do đó, các phần bên phải của các phương trình đã viết là bằng nhau. Do đó, các cạnh bên trái cũng bằng nhau: P 1V 1 = P 2V 2.

Vì hai trạng thái của khí được chọn tùy ý, chúng ta có thể kết luận rằng trong quá trình đẳng nhiệt, tích của áp suất và thể tích chất khí không đổi:

pV= const .

Câu lệnh này được gọi là Định luật Boyle - Mariotte. Đã viết định luật Boyle-Mariotte ở dạng

P= ,

người ta cũng có thể xây dựng nó như thế này: Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất của một chất khí tỉ lệ nghịch với thể tích của nó.. Ví dụ, nếu trong quá trình nở đẳng nhiệt của một chất khí, thể tích của nó tăng lên ba lần, thì áp suất của chất khí đó giảm đi ba lần.

Làm thế nào để giải thích mối quan hệ nghịch đảo giữa áp suất và thể tích theo quan điểm vật lý? Ở nhiệt độ không đổi, động năng trung bình của các phân tử khí không đổi, tức là nói một cách đơn giản thì lực tác động của các phân tử lên thành bình không thay đổi. Với sự gia tăng thể tích, nồng độ của các phân tử giảm, và theo đó, số lượng tác động của phân tử trên một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích của bức tường giảm - áp suất khí giảm xuống. Ngược lại, khi thể tích giảm, nồng độ các phân tử tăng lên, tác động của chúng thường xuyên hơn và áp suất của chất khí tăng lên.

Trong phần này, chúng ta sẽ được giới thiệu về phương trình trạng thái của khí lý tưởng.

Thực nghiệm cho thấy ở những điều kiện không quá khác so với bình thường (nhiệt độ bậc trăm kelvin, áp suất bậc một khí quyển), tính chất của khí thực gần bằng tính chất của khí lý tưởng.

Thí dụ. Sử dụng ví dụ về hơi nước, chúng ta sẽ chỉ ra rằng ở điều kiện bình thường, các đặc tính của khí thực gần với đặc tính của khí lý tưởng. Theo bảng tuần hoàn, bạn có thể xác định khối lượng của một mol H 2 0:

Tỷ trọng của nước lỏng

Từ đây, bạn có thể tìm thấy thể tích của một mol nước:

Một mol chất bất kỳ chứa cùng số phân tử ( Số avogadro):

Chúng tôi nhận được khối lượng từ đây V 1 trên mỗi phân tử nước:

Ở trạng thái cô đặc, các phân tử nằm gần nhau, nghĩa là về bản chất V 1 là thể tích của một phân tử nước, ngụ ý ước tính kích thước tuyến tính (đường kính) của nó:

Mặt khác, được biết rằng khối lượng Vm một mol khí bất kỳ ở điều kiện thường bằng

Do đó, có một thể tích trên một phân tử hơi nước

Điều này có nghĩa là khí có thể được cắt tinh thần thành các hình khối có độ dài cạnh

và trong mỗi khối lập phương như vậy sẽ có một phân tử. Nói cách khác, L là khoảng cách trung bình giữa các phân tử hơi nước. Chúng ta thấy rằng L một thứ tự cường độ lớn hơn D các phân tử. Các ước lượng tương tự cũng thu được đối với các khí khác, do đó với độ chính xác tốt, chúng ta có thể giả định rằng các phân tử không tương tác với nhau, và ở điều kiện bình thường, khí là lý tưởng.

Như đã đề cập, phương trình trạng thái, có dạng cho phép biểu diễn một tham số nhiệt động theo hai tham số còn lại. Dạng cụ thể của phương trình này phụ thuộc vào chất nào và ở trạng thái tập hợp nào được coi là chất nào. Phương trình trạng thái khí lý tưởng kết hợp một số định luật khí từng phần được thiết lập bằng thực nghiệm. Mỗi người trong số họ mô tả hành vi của khí trong điều kiện chỉ có hai tham số thay đổi.

1. Định luật Boyle - Mariotte. Mô tả quá trình trong khí lý tưởng ở nhiệt độ không đổi.

Định luật Boyle - Mariotte nói:

Về mặt đồ họa, quá trình đẳng nhiệt ở các tọa độ khác nhau được thể hiện trong hình. 1.7.

Hình 1.7. Quá trình đẳng nhiệt trong khí lý tưởng: 1- trong tọa độP – V; 2 - trong tọa độP- T; 3 - trong tọa độT– V

Được thể hiện trong hình. Đường cong 1,7-1 là hypebol

nằm càng cao, nhiệt độ của chất khí càng cao.

Một nghiên cứu thực nghiệm về định luật Boyle-Mariotte có thể được thực hiện bằng cách sử dụng thiết lập được trình bày trong hình. 1.8. Trong một xilanh ở nhiệt độ không đổi (có thể thấy các giá trị của nhiệt kế), khi pittông chuyển động, thể tích khí thay đổi. Áp suất khí được đo bằng áp kế. Kết quả của các phép đo áp suất và thể tích chất khí được trình bày trên sơ đồ P = P(V) .

Cơm. 1.8. Nghiên cứu thực nghiệm quá trình đẳng nhiệt trong chất khí

2. Định luật Gay-Lussac. Mô tả sự nở vì nhiệt của khí lý tưởng ở áp suất không đổi.

Định luật Gay-Lussac phát biểu:

Về mặt đồ họa, quá trình đẳng tích ở các tọa độ khác nhau được thể hiện trong hình. 1.9.

Cơm. 1.9. Quá trình đẳng áp trong chất khí: 1 - ở tọa độ p - V; 2 - theo tọa độ V - T; 3 - trong tọa độ P - T

Một nghiên cứu thực nghiệm về định luật Gay-Lussac có thể được thực hiện bằng cách sử dụng thiết lập được trình bày trong Hình. 1.10. Trong xylanh, chất khí được đốt nóng bằng vòi đốt. Áp suất khí trong quá trình đun nóng không thay đổi, có thể thấy được từ số đọc của áp kế. Nhiệt độ khí được đo bằng nhiệt kế. Kết quả của các phép đo áp suất và nhiệt độ của chất khí được trình bày trong sơ đồ V= V (T).

Cơm. 1.10. Nghiên cứu thực nghiệm quá trình đẳng tích trong chất khí

3. Định luật Charles. Mô tả sự thay đổi áp suất của khí lý tưởng khi tăng nhiệt độ ở thể tích không đổi.

Luật của Charles nói:

Về mặt đồ họa, quá trình đẳng tích ở các tọa độ khác nhau được thể hiện trong hình. 1.11 .