Модель идеального газа

ЛИЯ или неона, при комнатной температуре оказывается очень близким к приведенному выше значению, указывает на правильность модели идеального газа. Теплоемкость 1 моля идеального газа при постоянном давлении, согласно теории, должна быть равна [c.22]

В модели идеального газа, состоящего из точечных частиц, такие частицы не сталкиваются друг с другом и их скорости в газовой фазе могут меняться только при столкновениях со стенками сосуда. Общий перенос количества движения в таком газе осуществляется каждой молекулой индивидуально. Вычислим для такого газа среднее давление, оказываемое на элемент поверхности стенки (18. [c.134]

В последующие годы развитие химической термодинамики пошло по двум, сначала совершенно независимым линиям. Первая связана с именами Гельмгольца и Вант-Гоффа, вторая — с именем Гиббса, В 1882 г. Гельмгольц в статье под названием К термодинамике химических реакций предложил разделить химическую энергию на две части способную превращаться только в теплоту и способную превращаться в другие виды работы. Первую он назвал связанной, а вторую свободрой энергией- Гельмгольц показал, что для изотермических систем минимум свободной энергии является условием их равновесия. Таким образом, наряду с энтропией появился еще один критерий химического равновесия. Принципиальное значение имел и вывод Гельмгольца о том, что именно значения свободной энергии, а не энергии, проявляющейся путем выделения тепла, будут определять, в каком направлении может действовать химическое сродство. Следующий шаг принадлежал Вант-Гоффу (1884—1887). Оперируя моделью идеального газа, Вант-Гофф установил термодинамическим путем связь между равновесными коицептрациями исходных веществ и конечных продуктов реакции, т. е. вывел теоретически закон действия масс. Вант-Гофф предложил также уравнение, выражающее зависимость константы равновесия (он впервые применил этот термин, так же как и знаки для обратимых реакции) от температуры, установил зависимость между константой равновесия К и работой Е. которую может произвести химическое сродство [c.121]

Этот метод неприменим к сильно ассоциированным парам, поскольку они слишком сильно отличаются от модели идеального газа. [c.156]

Гипотезы кинетической теории газов определяют модель идеального газа. Их можно сгруппировать следующим образом. [c.11]

Реальный газ состоит из молекул, которые хаотически движутся, сталкиваются и обмениваются энергией при столкновении. От молекул, их числа, движения и взаимодействия зависят такие характеристики газа, как теплоемкость, вязкость, теплопроводность, коэффициент диффузии, число двойных и тройных столкновений. Реальные молекулы построены определенным образом из атомов, обладают поступательной, вращательной и колебательной энергиями, взаимодействуют друг с другом на близких расстояниях (притягиваются или, наоборот, отталкиваются), занимают некоторый объем, составляющий часть общего объема. Многие физические свойства разреженных газов, в том числе такие, от которых зависит скорость химической реакции, хорошо описываются математической моделью идеального газа. [c.56]

Идеальный газ. Модель идеального газа рассматривает молекулы как упругие шарики, между которыми отсутствуют силы притяжения и которые при столкновении ведут себя как идеально упругие тела (суммарная кинетическая энергия сталкивающихся молекул не меняется в результате столкновения). Занимаемый ими объем пренебрежимо мал по сравнению с объемом газа. [c.56]

Реальный газ. Молекулы реального газа взаимодействуют друг с другом и занимают некоторый объем. Поэтому при умеренных и высоких давлениях модель идеального газа неудовлетворительна. Для описания состояния газа предложен ряд уравнений. Широко пользуются уравнением Ван-дер-Ваальса (для одного моля газа) [c.58]

Идеальный газ. Модель идеального газа рассматривает реальный газ как большое число частиц, находящихся в непрерывном движении, для которых выполняются следующие условия 1) размеры частиц много меньше, чем среднее расстояние между молекулами, объем, занимаемый молекулами, пренебрежимо мал в сравнении с общим объемом газа (молекулы можно рассматривать как математические точки) 2) столкновения между частицами носят характер упругих столкновений, при [c.72]

Показателем того, насколько хорошо это уравнение описывает состояние реального газа, является отношение pV/RT] чем оно ближе к единице, тем ближе реальный газ к модели идеального газа. [c.73]

Реальный газ. Молекулы реального газа взаимодействуют друг с другом и занимают некоторый объем. Поэтому при умеренных и высоких давлениях модель идеального газа неудовлетворительна. Для [c.74]

В этой модели идеального газа, очевидно, не учитывается внутриатомная энергия.) По (1.7.12) [c.28]

Позже получила развитие статистическая термодинамика, основанная на молекулярно-кинетических представлениях и в первую очередь на модели идеального газа. В настоящее время методы статистической термодинамики широко используют данные о строении молекулы, вещества, находимые как опытным путем с помощью спектроскопии, электронографии, рентгенографии и других физических методов, так и теоретически с помощью квантовой механики. [c.7]

Заметим, однако, что модель идеального газа не исключает полностью взаимодействий между частицами, такие взаимодействия при сближении частиц (соударениях) необходимо возникают и приводят к изменению скоростей частиц. Именно вследствие этих кратковременных взаимодействий система перемешивается, скорости и координаты частиц изменяются случайным образом, и может быть введено статистическое распределение по названным переменным. Однако энергия упомянутых взаимодействий слишком мала по сравнению с полной энергией газа и их не требуется учитывать в функции Гамильтона. [c.94]

МОДЕЛЬ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА. ПЛОТНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ СОСТОЯНИЙ В -ПРОСТРАНСТВЕ [c.87]

Отметим, однако, что, поскольку газ представляет статистическую систему, слабое взаимодействие между частицами должно иметь место. Действительно, в отсутствие взаимодействия система не размешивается, для нее не осуществляется многообразие микросостояний. Для системы с полным отсутствием взаимодействия между частицами недостижимо равновесное состояние, и такая система вообще не может быть объектом рассмотрения статистической термодинамики (как не является статистической совокупность невзаимодействующих частиц, движущихся в пустоте по параллельным траекториям). Поэтому в качестве модели идеального газа мы не можем принять совокупность точечных частиц, между которыми полностью отсутствуют силы отталкивания, Следует допустить наличие некоторого взаимодействия и говорить об идеальном газе как о совокупности квазинезависимых частиц. Таким требованиям удовлетворяет, например, система твердых шариков, взаимодействующих только при соударениях, при очень малой плотности системы, когда собственный объем шариков пренебрежимо мал по сравнению с объемом, в котором они движутся (строго говоря, надо сделать предельный переход к нулевой плотности). Отдельная частица за время I лишь исчезающе малое время Ы находится в состоянии взаимодействия (соударения) с другой частицей. Число АЛ взаимодействующих в данный момент времени частиц (число соударений) пренебрежимо мало по сравнению с общим числом частиц газа. В промежутках между соударениями частицы, по предположению, движутся прямолинейно и равномерно. [c.87]

Модель идеального газа с хорошей степенью точности описывает свойства реальных разреженных газов, в которых средние расстояния между частицами много больше диаметра молекулы. Поскольку силы межмолекулярного взаимодействия быстро убывают с увеличением [c.87]

При выводе уравнений, описывающих общее число столкновений, используется молекулярная модель, в основном аналогичная модели идеального газа, напомним ее основные положения [c.82]

Гипотезы кинетической теории газов определяют модель идеального газа. Идеальный газ состоит из молекул, которые находятся в состоянии непрерывного и беспорядочного движения. Предполагается, что в период между столкновениями молекулы движутся прямолинейно. [c.96]

МОДЕЛЬ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА [c.259]

Создание модели идеального газа обеспечивает получение фундаментальных уравнений, которые затем с определенными поправками используются для описания широкого круга реальных (и не только газообразных) систем. [c.6]

В газообразном состоянии частицы удалены друг от друга на гораздо большие расстояния, чем в твердом или жидком состоянии. Экспериментальные данные, позволяющие описать газообразное состояние, могут быть получены довольно легко, однако корректное описание даже такой простой системы требует введения определенных упрощений или, иначе говоря, создания модели. Такой моделью является идеальный газ. Как и всякая модель, идеальный газ не может быть отождествлен с реально существующими газами такого газа, как идеальный, не существует в природе. В то же самое время следует подчеркнуть, что создание модели обеспечивает получение фундаментальных уравнений, которые затем с определенными поправками используются для описания широкого круга реальных (и не только газообразных) систем. [c.9]

Такая упрощенная модель идеального газа позволила получить уравнение состояния, которое достаточно удовлетворительно описывает и поведение реальных газов [c.16]

Используемое в термодинамике представление об обратимости процессов является такой же идеализацией, как и представление молекулярно-кинетической теории об идеальном газе. Ни один реальный газ на самом деле не подчиняется объединенному газовому закону РУ= КТ, но тем не менее модель идеального газа позволяет дать правильное объяснение основных свойств любых газов. Впрочем, как отмечалось в гл. 9, отклонения свойств реальных газов от предсказываемых для идеального газа также дают много полезных сведений о природе газового состояния. [c.314]

Степень воздействия загрязнителей на окру кающую среду и эффективность очистки выбросов зависят от их свойств, которые в принципе, могут быть заданы набором физико-химических характеристик всех ингредиентов. Однако имеются существенные трудности, не позволяющие учесть всей совокупности процессов, происходящих в смеси хотя бы нескольких веществ. Поэтому обычно рассматривают лишь один или два основных (по количеству или токсичности) загрязнителя и один наиболее характерный для данных условий процесс. Реальные процессы описывают упрощенными математическими моделями. Например, дисперсные выбросы с небольшим содержанием взвешенных частиц, такие как воздух с невысокой запыленностью, продукты сгорания газового, жидкого и даже малозольных сортов твердого топлива, рассматривают как гомогенные. Если же наличие взвешенных частиц оказывает существенное влияние на свойства выбросов, то дисперсную и гомогенную части аэрозоля рассматривают раздельно, как две независимые системы. При этом гомогенную часть отождествляют с моделью идеального газа, а для описания свойств дисперсной части используют какие-либо математические модели, например, нормального или логарифмически нормального распределения частиц по размерам. В технических расчетах гомогенных смесей не учитывают возможность фазовых или химических превращений, если они не вносят явных отклонений в свойства системы. Это позволяет использовать модель идеальной газовой смеси для большинства гомогенных выбросов. [c.13]

Что же касается явлений с участием множества частиц, то здесь имеются трудности более принципиального характера. Поведение реальных макроскопических ансамблей, подчиняясь аксиоматическим началам термодинамики, в той или иной мере, но в принципе всегда не соответствует выведенным из моделей идеального газа и идеального раствора закономерностям. Трудности, возрастающие с ростом давления, понижением температуры, увеличением концентрации и переходом от изолированных систем к закрытым и открытым, преодолеваются также с помощью эмпирического подхода введением в законы идеальных газов и растворов поправок, например, на собственный объем микрочастиц и их взаимодействия (уравнение Ван-дер-Ваальса) переходом к использованию эффективных параметров (активностей и фугитивностей), сохраняющих формы идеальных законов добавлением частных эмпирических постулатов (линейная неравновесная термодинамика). Таким образом, увеличение возможностей в исследовании явлений двух отмеченных выше групп происходит путем разработки приближенных эмпирических методов, т.е. за счет отказа от априорных, чисто теоретических поисков. В обоих случаях фундаментальные основы остаются незыблемыми, следовательно, качественных изменений не претерпевают и соответствующие научные мировоззрения. [c.22]

Термодинамическое изучение равновесия между жидкостью и паром значительно облегчается, если к паровой фазе возможно применить законы идеальных газов. Физически идеальный газ можно определить как совокупность частиц, взаимодействие между которыми пренебрежимо мало. Точнее, энергия взаимодействия между частицами пренебрежимо мала в сравнении с полной энергией системы . Модель идеального газа с хорошей степенью точности описывает свойства реальных разреженных газов, в которых средние расстояния между частицами много больше диаметра молекулы. [c.45]

В качестве модели идеального газа нельзя принять совокупность точечных частиц, между которыми полностью отсутствуют силы отталкивания. Такие системы не могут быть объектом рассмотрения статистической термодинамики. [c.45]

Плотность газообразного гелия равна 0,17847 г/л при нормальных условиях (температура 273,15 К, давление 101,33 кПа). Вычислите молярные объемы гелия и идеального газа при нормальных условиях. (Универсальная газовая постоянная Е = = 8,3144 Дж/(моль К)). Различие между реальным и идеальным молярными объемами гелия вызвано тем, что в модели идеального газа частицы считаются точками, а атомы гелия имеют конечный размер (межатомным взаимодействием в гелии можно пренебречь). Исходя т этого различия, оцените объем и радиус атомов гелия, считая, что они имеют шарообразную форму (постоянная Авогадро ЛГд = 6,0221 1023 моль-1). [c.53]

Уравнение идеального газа в форме (4.7) и (4.8) называется уравнением Клапейрона—Менделеева, оно выражает взаимосвязь между всеми величинами, характеризующими газ, а поэтому является наиболее общим в приближении модели идеального газа. [c.75]

В связи с этим в науке выработано понятие о состоянии идеального газа, при котором частицы газа рассматриваются как геометрические точки с нулевыми размерами и не взаимодействующие друг с другом. Таким образом, идеальный газ — это абстракция, а реальный газ приближается к модели идеального газа тем в большей степени, чем больше различаются температура равновесной конденсации этого газа и температура, при которой этот газ находится. [c.48]

Практическое применение термодинамических уравнений для расчета фазовых, химических равновесных состояний смесей реальных веществ связано со сложностью определения введенных Льюисом (1901 г.) понятий летучести и активности веществ и вытекающих из этих понятий, коэффициентов летучестей и активностей, которые позволили сохранить простоту термодинамических уравнений, полученных на основе, гиперболической модели идеального газа, но перенесли основную трудность на определение этих коэффициентов. [c.92]

Каждому реальному газу может быть сопоставлен в качестве модели идеальный газ с такой же мольной массой. Опыт показывает, что реальный газ тем ближе подходит к идеальному, чем меньше у него давление. [c.128]

Для облегчения решения вопроса о влиянии изменения скорости по длине колонки на основные хроматографические характеристики ( уд, и Н) можно поступить следующим образом [17]. В уравнения, полученные для модели идеального газа при малых перепадах давления, вводят поправку, рассчитанную независимо для газа, подчиняющегося закону Пуазейля [68]. [c.102]

В предыдущих разделах мы рассматривали системы, не интересуясь их внутренней структурой, м использовали понятия и физические величины, относящиеся к системе в целом. Например, модель идеального газа полностью характеризуется в состоянии равновесия такими параметрами, как давление, температура, объем. Связи между этими величинами и их изменениями базируются на некоторых общих положениях, например на законе сохранения энергии. Такой метод исследования поведения системы называется термодинамическим и позволяет изучать явление без знания его внутреннего механизма. Установить же суть явления, понять связь поведения системы в целом с поведением и свойствами отдельных частиц и подсистем он не может. [c.66]

Теоретич. база Т. х. — начала термодинамики (см. Первое начало термодинамики, Второе начало термодинами- ки, Третье начало термодинамики) и их следствия, к-рыц, в Т. X. придается форма, наиб, удобная для решения хим, проблем. Соврем. Т. х. включает в себя также нек-рые частные обобщения опытных данных, молекулярнЬ1е мо- дели и спец. методы (законы предельно разбавленных раст-,] воров, модель идеального газа, метод активности термо-, динамической и др.). [c.567]

Закон Фурье получен в рамках модели идеального газа, при этом для газов и паров X пропорционален длине своб. пробега молекул и средней скорости их теплового движения. Для жидкостей и твердых тел указанный закон является феноменологичеосим, а значения Я, находятся экспериментально. Наим. X имеют газы и пары [0,01-0,15 Вт/(м-К)], наиб, .-металлы (10-500) теплоизоляц. материалы и жид- кости-0,03-3. С повышением т-ры теплопроводность жидкостей, за исключением воды, уменьшается, а для всех др. тел увеличивается. [c.526]

Если химическая реакция протскаег в условиях, для которых модель идеального газа теряет силу, парциальные давления, входящие в константу равновесия, должны быть заменены летучестями. Наиболее точное значение коэффициента летучести получают из экспериментальных значений коэффициента сжимаемости, определяемого из Р-У-Т измерений [31]. Зависимость сжимаемости от давления определена экспериментально [53]. Данные приведены в табл. 7.2 [c.342]

Простейщим вариантом статистического рассмотрения системы является модель идеального газа в молекулярно-кинетической теории. Рассматривая молекулы, как упругие щары, двигающиеся прямолинейно и соударяющиеся, для одноатомного газа приходят к соотнощению [c.6]

Сплошные лиинн — теоретические зависимости, соответствующие модели Лэнгмюра (а), модели идеального газа (б) и модели неидеальной двумерной адсорбированной фазы (б). Во всех случаях поверхность предполагается однородной в точке 0 = 0,5 кривые соншещены. 1 — расчетная зависимость, соответствующая модели Лэнгмюра, [128] с заданным [125] энергетическим распределением центров адсорбции / (Р) 2 — аналогичная зависимость, соответстБующая модели неидеаль-нон двумерной адсорбированной фазы. [c.492]

Великолепным примером изобразительного представления модели является одна из первых хорошо написанных моделей для микрокомпьютера. Это программа — модель идеального газа, нанисанная Гелдером [42]. Один из блоков этой программы дает динамическое представление о поведении молекул при расширении идеального газа. На рис. 2.8 приведены статичные фотографии модели. Молекулы показаны в виде маленьких точек, перемещающихся по разделенному на две равные части экрану. В начале моделирования все молекулы располагаются в одной части. С помощью клавиши пользователь может открыть в разделяющей стенке маленькое отверстие и наблюдать за проходящими [c.111]

Примером программы первого типа служит одна часть модели идеального газа, разработанной Гелдером [42]. Оператор может наблюдать изображение газа, заключенного в цилиндре, объем которого регулируется норшнем. Пользователь фиксирует значения двух из четырех параметров давления, объема, температуры и количества молей газа. При изменении третьего параметра, введенного оператором, соответственно изменяется положение поршня и скорость движения молекул газа, а значения четвертого параметра при этом постоянно выводятся на дисплей (рис. 2.9). [c.113]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология