Исследования над законом Мариотта

Явление конденсации и существование критических констант характерны для реальных газов. Лучше всего рассмотреть это на конкретном примере исследования отношений между давлением и объемом в процессе конденсации диоксида углерода. На рис. 10 показаны изотермы диоксида углерода при нескольких температурах. При высоких температурах изотермы имеют гиперболическую форму, что соответствует выполнению закона Бойля — Мариотта. Однако при понижании температуры становятся все более заметными отклонения от идеальности, а при температуре поведение системы резко отличается от идеальных газов. При движении вдоль этой изотермы по мере повышения давления объем уменьшается, пока изотерма не достигнет точки пересечения с пунктирной линией. Если этот процесс наблюдать визуально, то в точке пересечения можно заметить образование жидкого диоксида угле- [c.23]

При исследовании поведения различных газов, близких по своим свойствам (в определенных условиях) к идеальному, были установлены основные закономерности, связывающие между собой параметры состояния и получившие название газовых законов. Закон Бойля — Мариотта. В 1659 г. Роберт Бойль обнаружил, что произведение давления на объем при неизменной температуре есть величина постоянная (1662). Спустя 10 лет (1672) этот закон был открыт Мариоттом. Итак [c.11]

Наука использует все возможные средства исследования, позволяющие прийти к более глубокому пониманию явлений природы. До сих пор мы занимались рассмотрением атомов, молекул, химической связи и различными вопросами микроструктуры вещества. Теперь обратимся к понятиям энергии и энтропии, которые представляют собой коллективные свойства большого числа молекул. В какой-то мере мы уже использовали такой подход при изучении свойств газов, жидкостей и твердых веществ. Например, закон Бойля — Мариотта позволяет связать между собой давление и объем газа, совершенно не затрагивая при этом вопроса о свойствах отдельных молекул. [c.302]

Физические исследования достигли своей кульминации — они привели к открытию известного закона, носящего имя Бойля и Мариотта. Этих исследований мы касаться не будем. [c.88]

При исследовании газовых законов оказалось, что реальные газы могут давать значительные отклонения от величин, вычисляемых по уравнению состояния идеального газа. Так, согласно закону Бойля — Мариотта произведение объема газа на давление при данной температуре должно быть величиной постоянной (рУ = К). [c.22]

Экспериментальные исследования этого вопроса были произведены Д. И. Менделеевым и Реньо. Д. И. Менделеев уже предварительно теоретически предсказал, что отклонения от закона Бойля— Мариотта в зависимости от условий существования газа могут различаться не только по величине, но и по знаку (по направлению) и что на границе перехода между этими двумя областями газ должен точно следовать этому закону. Результаты его обширных экспериментальных исследований в совокупности с данными других авторов полностью подтвердили эти предположения. [c.28]

Обширные экспериментальные исследования различных газов, выполненные в XIX в. Реньо, Менделеевым и другими, показали, что наблюдаются большие отклонения в их поведении от законов идеальных газов. Отступление от законов идеальных газов становится тем более значительным, чем ниже температура и выше давление. Рис. 6 иллюстрирует отклонения различных газов от закона Бойля — Мариотта при высоких давлениях. Для метана, например, наблюдается уменьшение ри в области давлений до 400 атм благодаря проявлению сил молекулярного притяжения. При дальнейшем повышении давления, когда плотность газа достаточно велика, произведение ри растет, так как увеличиваются силы отталкивания молекул при их сближении. [c.42]

Для данной массы газа, при постоянной температуре, по закону Бойль-Мариотта, объем уменьшается во столько раз, во сколько увеличивается давление, т.-е. произведение из объема V на давленве р для данной массы газа и температуры есть величина постоянная, т.-е. не меняющаяся с переменою давления pv = С. Это уравнение очень близко выражает наблю-, даемое отношение объема к давлению, но только при сравнительно небольших переменах давления. Если же эти изменения сколько-либо значительны, то величина pv оказывается зависящею от давления, и с возрастанием его величина ро или растет, или уменьшается. В первом случае сжимаемость меньше, чем по закону Мариотта, во втором больше. Первый случай мы будем называть положительными отступлениями (потому что тогда производная A(pv) d (р) более нуля), второй отрицательными (потому что тогда производная меньше нуля). Измерения, сделанные (в 70-х годах) мною с М. Л. Кирпичевым и В. А. Гемилнаном, показали, что все исследованные газы при малых давлениях, т.-е. при значительном разрежении, представляют положительные отступления. С другой стороны, из исследований Наттерера, Каильте и Амага оказывается, что все газы при больших давлениях (когда получается объем в 500—1000 раз меньший, чем под атмосферным давлением) представляют также положительные отступления. [c.420]

Итак, нормальным законом сжимаемости газов должно считать небольшое возрастание ро с возрастанием давления. Водород при всех давлениях и представляет такую положительную сжимаемость, потому что он и при давлениях, немного превосходящих атмосферное, представляет по исследованиям Реньо, положительные отступления по наблюдениям Наттерера и др. тоже, при больших давлениях, а по наблюдениям, сделанным в моей лаборатории, и при малых давлениях, раз до 100 меньших атмосферы, положительные отступления совершенно ясны. Следовательно, водород есть газ, так сказать, образцовый. Ни один другой газ не относится столь просто к перемене давлений. Все другие газы при давлениях от 1 до 30 атм представляют отрицательные отступления, т.-е. тогда сжимаются больше, чем следует по закону Мариотта, как показали измерения Реньо, оправдавшиеся при повторении их мною и Богуским. Так, например, при перемене давления от 4 до 20 л ртутного столба, т.-е. при увеличении в 5 раз, объем водорода уменьшался только в 4,93 раза, а для воздуха в 5,06 раз. Особый интерес представляют положительные отступления при давлениях малых, а они по вышеупомянутым определениям, сделанным [c.421]

Пфефер, пользуясь осмометром с полученной им полупроницаемой перегородкой из Си2ре(СЫ)в, измерил (1877) осмотическое давление водных растворов тростникового сахара. Основываясь на данных Пфефера, Вант-Гофф показал (1886), что в разбавленных растворах зависимость осмотического давления от концентрации раствора совпадает по форме с законом Бойля—Мариотта для идеальных газов. В позднейших, более точных исследованиях это положение было подтверждено, а также были точно измерены осмотические давления в концентрированных растворах, сильно превышающие давление идеальных газов. [c.242]

Теоретические исследования жидкого состояния посвящены в основном различным проявлениям межмолекулярных сил к сожалению, существующие теории жидкого состояния настолько сложны, что из них нельзя извлечь модельного представления о структуре жидкостей. Одним из немногих эффективных представлений о жидком состоянии, позволяющим объяснить различные его свойства, является так называемый свободный объем. Это представление может быть использовано также и для рассмотрения структурных особенностей других агрегатных состояний вещества. Например, в применении к газам свободный объем может рассматриваться как объем, не занятый молекулами, что соответствует члену V— Ь в уравнении Ван-дер-Ваальса. При сжатии газа его свободный объем уменьшается в соответствии с законом Бойля — Мариотта. Хотя плотность жидкости намного больше плотности газа, в ней сохраняется предположительно 3% свободного объема. При повьш1ении температуры жидкости кинетическая энергия ее молекул увеличивается, и это приводит к ее расширению в результате возрастания свободного объема. Увеличение объема сопровождается увеличением среднего расстояния между молекулами и, следовательно, уменьшением сил межмолекулярного взаимодействия. Подвергая жидкость постепенно увеличивающемуся сжатию, можно уменьшить ее первоначальный объем до 97%. Для дальнейшего уменьшения объема жидкости требуются гораздо большие давления (рис. 11.2). [c.188]

Ни один из его предшественников не установил с такой точностью и не разрабатывал с таким успехом главную химическую проблему — исследование состава тел он постоянно имел под собой твердую почву опыта и наблюдения и всегда мог приводить фактические доказательства в пользу своих теоретических воззрений. Его трудам обязана возникновением и развитием аналитическая химия, существование которой до него было чересчур проблематично. Он же установил точное понятие о сущности химической реакции. Им впервые применен термин анализ в том смысле, в котором мы его теперь понимаем. Бойль посвятил также очень много внимания вопросу о причине горения и однородных с ним явлений. Хотя его попытки к выяснению этой причины не увенчались успехом, тем не менее его прекрасные опыты, направленные на определение роли воздуха в горении, существенным образом облегчили позднейщее разрещение этой задачи. Его работы над воздухом и газом привели его (1660 г.) к открытию замечательного закона объемы газов обратно пропорциональны претерпеваемому ими давлению (Мариотт открьш этот закон лишь 17 лет спустя). [c.55]

Научная деятельность посвящена обоснованию экспериментального метода в физике и химии и развитию атомистической теории. Исследования в области физики привели его к открытию (1662) закона изменения объема воздуха с изменением давления, который независимо был открыт французским физиком Э. Мариоттом (закон Бойля — Мариотта). Занимался изучением звука, света, электричества, теплоты. Основные же исследования посвятил становлению химии как науки. В результате экс-перимеитального весового изучения процессов обжига металлов, горения, сухой перегонки древесины, превран1ения солей, кислот и щелочей ввел понятие анализа соста- [c.65]

После того, как в начале 70-х годов вырабатывалось понятие о температуре абсолютного кипения (/с, доп. 109) и стала очевидною связь с ее отступлениями от закона Бойль-Мариотта, а особенно после сжижения постоянных газов, общее внимание обратилось на усовершенствование основ-вых понятий о газообразном и жидком состояниях веществ. Одни исследователи шли путем дальнейшего изучения паров (напр.. Рамзай и Юнг), газов (напр., Амага) и жидкостей (напр., Заенчевский, Надеждин и др.), особенно близ <с и рс, другие (напр., Коновалов, Де-Геен и др.) старались в обычном (далеком от /с и рс) состоянии жидкостей найти их отношение к газам, а третьи (Ван-дер-Ваальс, Клаузиус и др.), изойдя из общепринятых уже начал механической теории тепла и кинетической теории газов, сделав очевидное предположение о сущесгвовании в газах тех сил, которые явно действуют в жидкостях, выводили связь свойств тех и других. Здесь, в этом элементарном руководстве, неуместно излагать совокупность достигнутых выводов (см. физическую химию), но полезно дать понятие о результатах соображений Ван-дер-Ваальса, ибо они уясняют непрерывность перехода от жидкостей к газам в самом простейшем виде и, хотя вывод нельзя считать совершенным и окончательным (доп. 63), тем не менее он столь глубоко проникает в сущность дела, что его значение не только отражается во множестве физических исследований, но и в области химии, где столь обычны переходы вещества из газового в жидкое состояние, а также обратно, и где самые процессы диссоциации, разложения и соединения необходимо не только уподобить перемене физических состояний, но и сводить к ним, так как направление реакций обусловливается физическим состоянием участвующих веществ, что разрабатывали Девилль, Гиббс, Ливеинг и многие другие. [c.428]

Уравнение Ван-дер-Ваальса. При исследовании газовых законов в более широких границах давлений и температур оказалось, что реальные газы практически дают значительные отклонения от величин, вычисляемых по уравнению состояния идеальных газов. Так, согласно закону Бойля— Мариотта, произведение объема газа на соответствующее давление при данной температуре должно быть величиной постоянной рУ=сопз1). Между тем оказалось, что применимость закона Бойля—Мариотта с достаточной точностью возможна только при невысоких давлениях. При значительных давлениях наблюдаются большие отклонения. Например, для азота опытным путем найдено, что если при р 1 атм рУ=100, то при р= =431 атм рУ=127 (вместо 100, как это следовало бы по закону Бойля—Мариотта). [c.15]

После всех точных исследований и, в особенности, после классических работ Стаса приходится принять как факт, что атомные веса не выражаются (по отношению к водороду) целыми числами, но в то же время они обыкновенно до того приблин аются к целым числам, что приближение это нельзя считать случайным, и трудно допустить, чтобы гипотеза Нраута была лишена всякого реального основания . В то же время мы вообще видим [еще и в других случаях], что те опытные цифровые данные, из которых выводится закон, выраженный в простой и строгой форме, в сущности не отвечают вполне строго такому шкоиу, а являются только большим или меньшим приближением к нему. Вместе с тем мы видим обыкновенно, что цифры, находимые опытом, способны колебаться в известных границах, смотря по условиям опыта. Так, напр., данные опыта в большинстве случаев не отвечают вполне точно закону Бойль-Мариотта. Они [c.413]

Научная деятельность посвящена обоснованию эксперим. метода в физике и химии и развитию атомистической теории. Исследования в обл. физики привели его к открытию (166(3) закона изменения объема воздуха с изменением давления (независимо открыт французским физиком Э. Мариоттом — закон Бойля — Мариотта). Его исследования существенно способствовали становлению химии как науки. В результате эксперим. колич. изучения процессов обжига металлов, горе- [c.58]

Основы химии объединяли всех русских химиков, были связующим звеном между ними и Д. И., а потому все мы являемся его учениками, преданными и его научным заветам. В этой замечательной книге поставлено и разработано так много вопросов и намечены пути научного их разрешения, что и в наши дни Основы химии не перестали быть книго , возбуждающей и направляющей научно-исследовательскую работу во всех областях химического знания. Д. И. широко и глубоко смотрел на каждый предмет своего исследования и это выразилось и в работах его над газами п жидкостями. Сюда относится проверка закона Бойля — Мариотта, потребовавшая устройства новых измерительных аппаратов и инструментов в связи со стремлением разрешить вопрос об истинном сжатии газов. [c.557]

Позднейшие исследования показали, что реальные, т. е. действительно существующие в природе, газы имеют некоторые отклонения от закона Бойля и Мариотта. Эти отклонения становятся особенно заметными при низких температурах и высоких давлениях. Так, например, кислород при высоких давлениях сжимается в большей степени, чем это следует по уравнению Бойля и Мариотта для кислорода. На рис. 6 представлена кривая, показывающая отступления от закона Бойля и Мариотта. Оогласно этой кривой при сжатии 6 кислорода до давления 1СЮ ата он [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология