Некоторые законы идеальных газов

Уравнения, которыми выражаются законы Бойля — Мариотта, Шарля и Гей-Люссака, представляют собой соотношения между давлением, температурой и объемом некоторой массы т идеального газа, причем один из параметров в каждом случае остается постоянным. Следовательно, можно описать состояние некоторой массы идеального газа, если задать две из трех изменяющихся величин, тогда третья определяется одним из законов идеальных газов. [c.93]

Изучение газообразного состояния привело к установлению понятия об идеальном газе. Этим термином обозначают газ, свой--ства которого точно описываются некоторыми законами (рассматриваемыми ниже), объединяемыми общим названием законов идеального газа . В отличие,от идеального газа к реальным газам > эти законы хорошо применимы только при условии, что газы находятся при достаточно низком или по крайней мере не слишком высоком давлении. Основными причинами, вызывающими отклонения свойств реальных газов от свойств идеального газа, являются взаимное притяжение молекул газа и наличие у них собственного объема, что не учитывается при выводе законов идеального газа. [c.92]

НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ [c.79]

Далее для области невысоких давлений вполне возможно применить к парам законы идеальных газов, что, конечно, тоже вносит некоторую неточность в результаты. Пользуясь этим допущением, можно исключить из уравнения объем пара, выражая его [c.252]

Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяных паров. В ненасыщенном воздухе влага находится в состоянии перегретого пара, поэтому свойства влажного воздуха с некоторым приближением характеризуются законами идеальных газов. [c.736]

Предположим, что из газовой залежи, имеющей давление 100 ат, добыто за год 100 млн. газа. При этом давлении добытое количество газа занимало в пласте объем 1 млн. при условии строгого соблюдения зависимости объема газа от давления по закону идеального газа. В действительности вследствие отклонений от этого закона при повышенных давлениях, а также вследствие несколько повышенной температуры пласта по сравнению с земной поверхностью добытый газ занимал в пласте объем несколько больший чем 1 млн. ж . Если в залежь поступит благодаря водонапорному режиму такой же объем воды, то давление газа в пласте станет лишь не намного меньше 100 ат. Уменьшение давления газа произойдет лишь вследствие некоторого поднятия уровня воды, и таким образом высота столба воды, давящего на газ, станет меньше. [c.136]

Результаты измерения осмотического давления растворов различной концентрации тростникового сахара и некоторых других веществ, полученные в свое время Пфеффером и де Фризом, позволили Вант-Гоффу (1887) установить законы осмотического давления, применив для обобщения результатов измерений осмотического давления законы термодинамики и молекулярно-кинетическую теорию газов. Вант-Гофф установил, что осмотическое давление сильно разбавленных растворов подчиняется законам идеальных газов. Он показал, что при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему растворенного вещества (аналогия с законом Бойля) — = —. [c.98]

Современное состояние уравнения Ван-дер-Ваальса. В недалеком прошлом изучению уравнения Ван-дер-Ваальса уделялось много внимания. В 1925 г. Пикеринг [95] выполнил исчерпывающее сравнение этого уравнения с экспериментальными данными и двумя другими уравнениями, принятыми в то время (уравнениями Бертло и Дитеричи) для девяти газов при давлении до 1000 атм. В этой главе также приводится несколько подобных сравнений. Несмотря на то что в современных исследованиях можно все еще встретить ссылки на это знаменитое уравнение, оно уже устарело, и его можно рассматривать лишь как один из примеров простой модели, включающей некоторые поправки к закону идеальных газов, которые позволяют учитывать силы межмолекулярного притяжения и отталкивания. В настоящее время существует ряд значительно превосходящих его уравнений состояния, не намного отличающихся по сложности. Параметры уравнения Ван-дер-Вааль-са и ряда других уравнений состояния для нескольких веществ показаны в табл. 1.6. [c.24]

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — взаимодействие двух элек-тронейтральных молекул, вызываемое силами притяжения или отталкивания. Межмолекулярные силы притяжения, называемые иногда силами Ван дер Ваальса, много слабее валентных сил, но именно М. в. обусловливает откло нения от законов идеальных газов, переходы от газообразного состояния к жидкому, существование молекулярных кристаллов, явления переноса (диффузия, вязкость, теплопроводность), тушение люминесценции, уширение спектральных линий, адсорбции и др. М. в. всегда представляет собой первую стадию элементарного акта химической бимолекулярной реакции. При больших расстояниях между молекулами, когда их электронные оболочки не перекрываются, преобладают силы притяжения при малых расстояниях преобладают силы отталкивания. Короткодействующие силы имеют ту же природу, что и силы химической (валентной) связи и возникают при условии, когда электронные оболочки молекул сильно перекрываются. Частным случаем М. в. является водородная связь. М. в. определяет агрегатное состояние вещества и некоторые физические свойства соединений. [c.157]

Газы. Законы идеальных газов. Молярный объем газов. Газообразное состояние изучено наиболее полно по сравнению с другими состояниями веществ. Большинство законов газообразного состояния установлено для так называемых идеальных газов — некоторой мо- [c.11]

Кинетическая теория делает некоторые допущения относительно поведения молекул газов. Законы идеальных газов характеризуют поведение их. Если допущения кинетической теории верны, то законы идеальных газов могут быть выведены из нее. [c.160]

Объемный метод [23]. В этом методе применяется высоковакуумная система измеренный объем (1/ см , НТД) азота впускается из газовой бюретки в сосуд с адсорбентом в количестве Ш граммов, находящийся при температуре жидкого азота. После того как равновесие установилось, количество V см , НТД) азота, оставшегося в мертвом пространстве, вычисляется по давлению и температуре. Адсорбированное на 1 г адсорбента количество газа равно (V,,—У)/1У сл (НТД)/г. Объем мертвого пространства может быть определен вычитанием из полного эффективного объема адсорбционной системы (определяемого при впуске газа, как описано выше, в пустой адсорбционный сосуд) объема, занимаемого адсорбентом. Для вычисления этого последнего требуется знание массы адсорбента IV и его истинной плотности. Поправки на адсорбцию азота на стекле, поправки в связи с тем обстоятельством, что адсорбционный сосуд находится при температуре жидкого азота, а также некоторые другие учитываются автоматически при определении мертвого пространства адсорбционного сосуда, если эффективный объем адсорбента при температуре жидкого азота находят из его истинного объема при комнатной температуре, пользуясь законом Чарльза. Возможные отклонения от законов идеальных газов, относительно малые для азота, также учитываются при определении этого объема. Расчеты при определении адсорбированного количества можно сократить, проводя калибровку во всем интервале давлений, при которых производятся измерения. Перед адсорбцией адсорбент обезгаживается при повышенной температуре, но так, чтобы его физические и химические свойства остались без изменения. Необходимо только удалить физически адсорбированные газы и пары, сконденсировавшиеся в капиллярах. Наличие хемосорбированного слоя не мешает определению величины поверхности, и попытки удалить его часто приводят к ошибкам. Более того, в случаях, когда азот хемосорбируется, например на некоторых чистых металлах при —192° С, необходимо образовать стабильный хемосорбированный слой, например, водорода или кислорода перед измерением низкотемпературной адсорбции азота. Присутствие нижележащего хемосорбированного слоя не изменяет величины поверхности в пределах экспериментальных ошибок ее определения. [c.145]

Можно также установить связь между р и V для адиабатического обратимого изменения. Приравняем два выражения для ау, включающие р и V, а затем исключим 7 1/7 , пользуясь законом идеального газа. После некоторых преобразований получим [c.109]

Многие данные более информативны, и с ними легче оперировать, если они выражены относительно некоторого вида идеального поведения. Наглядным примером тому может служить разность между объемом реального газа и объемом газа, подчиняющегося закону идеальных газов при тех же самых Р и Т. Для описания смесей широко используются отклонения от идеального состояния двух видов. [c.132]

Глубокая очистка водорода от примесей азота, оксидов углерода, метана и аргона может быть осуществлена также переводом примеси в конденсированную фазу. При этом степень очистки определяется равновесным содержанием примеси в газе над твердой фазой при данных температуре и давлении. Следует иметь в виду, что фактическое содержание примеси в газовой фазе в этих условиях (высокое давление и низкая температура) значительно выше, чем рассчитанное по законам идеальных газов и равновесному давлению примеси над твердой фазой чистой примеси. При этом имеют место не только количественные различия, но и изменение характера зависимости остаточного содержания примеси в газе от давления в некоторой области и Т с ростом давления наблюдается не снижение, а повышение содержания примеси в газе. В соответствии с этим для снижения содержания указанных примесей в водоро- [c.910]

Невозможность установления абсолютной величины летучести диктует необходимость выбора стандартного состояния, позволяющего отсчитывать ее значения от некоторого условно принятого уровня. Исходя из указанного выше равенства летучести и давления в условиях, допускающих применение законов идеального газа, за стандартное состояние чистого газа принимается его гипотетическое состояние при некотором низком давлении, когда отклонения от идеального состояния пренебрежимо малы. Чаще всего принимается /о = = /7=1 ат, и хотя в некоторых случаях это состояние для рассматриваемого реального газа может оказаться практически не реализуемым, тем не менее соображения удобства расчета оправдывают сделанный выбор. [c.48]

Уравнение состояния реальных газов. Основными факторами, обусловливающими отклонение свойств реальных газов от законов идеальных газов, являются собственный объем молекул и илы взаимодействия между ними. Поэтому уравнение состояния реальных газов должно содержать некоторые константы, учитывающие эти факторы. Составление такого уравнения является сложной задачей, требующей большого числа измерений. Причем, чем большую точность хотят получить при расчете соответствующих свойств реального газа по составленному уравнению, тем более [c.31]

Образование Н-связи в растворе или в чистом веществе изменяет большинство физических и некоторые из химических свойств соединения. При ассоциации свойства вещества обычно меняются в такой степени, что поведение ассоциированных соединений требует специального рассмотрения. Это не представляется удивительным, так как образование Н-связи может изменить не только массу, размеры, форму частиц и расположение отдельных атомов, но и электронную структуру функциональных групп. Наиболее важными или чаще всего наблюдаемыми эффектами являются смещение частоты в ИК-спектре и в спектре комбинационного рассеяния (КР), изменение температур плавления и кипения, изменение растворимости в результате возникновения Н-связи между растворенным веществом и растворителем, отклонение от законов идеальных газов и идеальных растворов, изменение диэлектрических свойств и электропроводности и смещение сигнала протонного магнитного резонанса. В некоторых случаях (как правило, при наличии сильных межмолекулярных связей) изменениям подвергается и ряд других свойств, многие из которых были использованы для исследования ассоциации. К числу этих, менее существенных свойств принадлежат плотность жидкости и пара, молярный объем, парахор, вязкость, электронные спектры, а также теплопроводность и скорость распространения звука. [c.15]

Следует отметить, что для всех систем, значения термодинамических функций которых приведены выше, расчет величин свободной энергии смешения проводился на основании данных о равновесии жидкость — пар и при вычислении коэффициентов активности допускалось, что к паровой фазе применимы законы идеальных газов. Это допущение приводит к некоторой ошибке в определении величин и Ф , однако она невелика. Для метилового, этилового и пропилового спиртов имеются данные [c.149]

Как известно, при изучении газообразного состояния вещества было введено понятие об идеальном газе . Свойства этого газа точно описываются общеизвестными законами, называемыми законами идеального газа. Для реальных газов эти законы соблюдаются более или менее точно при некоторых условиях. Так, при достаточном понижении давления, т. е. в состоянии достаточного разрежения, реальный газ довольно точно подчиняется законам идеального газа. [c.12]

Свойства газов при высоком разрежении и при высоких давлениях. Газы в сильно разреженном состоянии находят широкое применение как при исследовательской работе, так и в производстве. Современные насосы дают возможность достигать такого разрежения, что остаточное давление газа уменьшается до Ю мм рт. ст. При значительном разрежении к газам хорошо применимы законы идеальных газов. Однако некоторые свойства газов претерпевают при эток существенные изменения. [c.116]

До сих пор речь шла о идеальных системах — идеальных газовых смесях и идеальных разбавленных растворах. Эти системы являются основной областью применения закона действующих масс. Для газовых смесей обычно не учитываются отклонения от законов идеального газа, если только не рассматриваются газовые реакции, протекающие при высоких давлениях. Для реакций в растворах дело обстоит не так просто. Уже при обычных небольших концентрациях растворенного вещества (10-310 моль/л) наблюдаются отклонения от идеального состояния. Эти отклонения учитываются умножением значений концентраций в законе действующих маос на поправочные коэффициенты /, /i — сложная функция концентрации компонента Си а также концентраций остальных комшонентов (в некоторый момент времени), температуры и давления (слабая зависимость) fi называют коэффициентом активности. Произведение [c.255]

При выводе приведенных выше соотношений предполагалось, что к насыщенному пару применимы законы идеальных газов, а сам раствор ведет себя как идеальный. Идеальный раствор — это раствор, в котором силы межмолекулярных взаимодействий молекул растворителя и растворенных веществ одинаковы. На свойства такого раствора не влияет, находится ли молекула некоторого компонента в окружении собственных молекул или в окружении молекул других компонентов (растворителя или растворенных веществ). При образовании идеального эаствора энтальпия системы не изменяется (Д//р = 0, Ор = 0). 1о этой же причине объемы смешиваемых компонентов суммируются. Каждый компонент в составе идеального раствора ведет себя независимо от других компонентов. [c.99]

Твердое состояние является предельным для всякого вещества ири низких температурах или высоких давлениях. Газовое состояние также является предельным, но при высоких температурах и низких давлениях. В гл. XVIII мы рассмотрим плазму как четвертое состояние вещества при еще более высоких температурах, при которых происходит ионизация. Жидкое состояние является не предельным, а промежуточным между газовым и твердым. Очевидно, что при температурах, близких к критическим, исчезают отличия между жидкостью и газом, а при близких к температуре плавления некоторые свойства жидкости приближаются к свойствам твердого тела. Эти обстоятельства обусловливают трудность построения теории жидкого состояния. Для газов существует идеальное предельное состояние — идеальный газ, которое точно и просто описывается теоретически. При описании реальных газов рассматриваются отклонения от законов идеальных газов. Подобное идеальное состояние — монокристаллическое — имеется и у твердых тел. Это состояние также служит основой для описания реальных кристаллов. [c.205]

Эта кривая сначала имеет вид гиперболы АБ (РУ = сопз1). Затем при возрастании давления и уменьшении объема она все более и более отклоняется от гиперболы, так как при приближении к состоянию насыщения пара все меньше подчиняется законам идеального газа. Далее кривая при некотором давлении переходит в прямую АБ, параллельную оси объемов. Отрезок этой кривой говорит о том, что при дальнейшем сжатии происходит уменьшение объема за счет конденсации [c.131]

Вандерваальсовыми силами называют силы, которые обусловливают отклонени -поведения газов от законов идеальных газов и переход газов в жидкое состояние. Как показал Лондон (London, 1931), во многих случаях эти силы можно свести к квантовомеханическим резонансным силам между электронами различных атомов (см. стр. 155 и сл. и стр. 324). В остальных случаях вандерваальсовы силы обусловлены главным образом поляризационными эффектами (см. стр. 71 и сл.). Дипольный момент инертных газов равен нулю, и они с трудом поляризуются. И все же некоторые из них способны образовывать с определенными веществами, и в первую очередь с водой, неустойчивые продукты присоединения. [c.127]

Законы распределения Максвелла и Больцмана можно применять для описания газов, подчиняющихся законам классической механики и находящихся в состоянии равновесия. В таких системах все молекулярные свойства усреднены. Например, температура одинакова во всех точках газа, число молекул, пересекающих в заданном направлении некоторую плоскость внутри системы за данный промежуток времени, равно числу молекул, пересекающих эту плоскость за то же время в противоположном направлении. Если система находится при постоянном, объеме, то давление повсюду одинаково если система содержит несколько компонент, то состав газа также является однородным. Рассмотрим теперь газы, состояние которых не является вполне равновесныл . В них, например, могут возникать градиенты давления, температуры и состава. Подобная задача является крайне сложной [7], и здесь мы ограничимся простейшим случаем, принимая, что системы находятся в равновесии во всех отношениях, кроме наличия некоторых отклонений, влияние которых на закон распределения молекул по скоростям, по предположению, невелико, или что такие отклонения настолько кратковременпы, что распределение Максвелла — Больцмана не успевает нарушиться. Этот прием позволяет получить целый ряд проверенных на опыте выражений для скорости изменения состояния системы в тех случаях, когда свободный пробег молекул полностью оканчивается столкновениями в газовой фазе. Эти выражения непригодны для предельно разреженных систем, когда бредняя длина свободного пробега оказывается соизмеримой с размерами сосуда и приходится учитывать столкновения молекул со стенками. В то же время, как и все выводы, основанные на использовапии законов идеальных газов, они не применимы для сильно сжатых газов. [c.57]

Для качественной проверки данных о равновесии жидкость — пар в тройных системах могут быть полезны некоторые общетермодинамические положения, вытекающие из условий равновесия и устойчивости, и не связанные непосредственно с уравнением Гиббса-Дюгема. Эти положения удобны для контроля правильности построения диаграммы равновесия жидкость — пар в тройной системе. Например, показано, что если из вершины треугольника концентраций провести секущую, касательную к изотермо-изобаре, построенной в переменных состава пара, то пар, отвечающий точке касания, должен находиться в равновесии с раствором, в котором концентрация компонента (отвечающего вершине, из которой проведена секущая) будет той же, что и в паре. Эта закономерность иллюстрируется схематически рис. VI.6, где штриховой линией изображена изотермоизобара в переменных пара, а сплошной — в переменных раствора. В точке V секущая касается изотермы-изобары пара, соответствующая нода жидкость — пар параллельна стороне I—III в точках V и I содержание второго компонента в растворе и равновесном паре одинаково. При выводе этого положения принимается единственное допущение — подчинение паровой фазы законам идеальных газов. [c.151]

В общем силы взаимодействия между сорбатом и сорбентом можно назвать физическими или ван-дер-ваальсовыми. Это те же силы, которые проявляются в жидкостях, удерживая молекулы последних друг возле друга, в сжатых газах, вызывая отклонение их поведения от законов идеальных газов, в некоторых так называемых молекулярных кристаллах, например твердой углекислоте. [c.32]

Количественное рассмотрение проблемы распределения энергии радиации между твердой и газообразными фазами требует знания точных значений концентрации газа в микропорах. Нами было показано, что для некоторых газов (например, закиси азота МаО) концентрацию газа в порах нельзя просто рассчитать, применяя законы идеальных газов. Необходимо принять во внимание адсорбцию газа твердым телом, даже в опытах, проводимых при температурах, превышающих критическую температуру данного газа. Условия, обычно применявшиеся в наших опытах, в частности высокое давление, затрудняли определение изотерм адсорбции поэтому они остались неизвестными для большинства газов. Можно вычислить два предельных значения Огаз, а именно для полной адсорбции реагентов и для случая полного отсутствия адсорбции. При полной адсорбции расчеты просты для любого вида радиации. В случае отсутствия адсорбции расчеты сложнее и зависят от условий эксперимента, в частности от типа радиации. Действительно, значительная часть газа заключена в порах, и здесь при гамма-излучении рассеивается определенное количество радиационной энергии, которая индуцирует гомогенную радиохимическую реакцию. Суммарный эффект требует введения поправки на это специфическое воздействие. При облучении осколками деления часть энергии рассеивается вне макрочастиц. В идеальном случае сферических гранул можно показать, что эта часть составляет 1,6% [28], [c.167]

Далее для области невысоких давлений вполне возможно применить к парам законы идеальных газов, что, конечно, тоже вносит некоторую неточность в результаты. Пользуясь этим допущением, можно исключить из уравнения объем пара, выражая его через температуру и давление V = RTjp), и получить уравнение [c.248]

Поскольку промывание стекла делает его поверхность более шероховатой, Фрэзер, Пэтрик и Смит[1 ] провели опыт Мак-Геффи и Ленера в стеклянной колбе с девственной поверхностью, не бывшей в употреблении, т. е, в колбе свежевыдутой при применении сухого воздуха и не мытой даже водой. Результаты первых адсорбционных измерений с нарами воды (приведенные в табл. 4 их работы) изображены на рис. 107. Кривая А выражает изменение давления с температурой согласно закону идеальных газов, рассчитанное на основе точки 1. Кривая В изображает то же, рассчитанное но средним данным для трех первых экспериментальных точек. Кривая С изображает кривую давления наров воды в соответствии с табличными данными [2 ]. Фрэзер, Пэтрик и Смит показали экспериментально, что вода растворяет некоторое количество щелочи из свеятевыдутого стекла, что приводит к понижению давления паров. Если мы сделаем крайнее предположение, что понижение давления пара во всей области, установленное исследователями, было обусловлено растворенной щелочью, а не адсорбцией, то кривая В будет изображать изменение давления [c.439]

Мейер принимает изотермический процесс течения газа через капилляр, что в общем и имеет место, так как капилляр при измерении обычно помещается в термостат. Фишер [7] считает, что в данном случае имеет место политропический процесс, при этом он устанавливает, что по уравнениям (23) и (24) получаются несколько завышенные значения коэффициентов вязкости. Но Мейер принял, что исследуемый газ подчиняется законам идеальных газов. Учитывая отступления реальных газов от законов идеальных газов, Траутц и Вейцель 8] вывели более точную формулу, которую Траутц и Нарат 9] применили для вычисления поправок к ранее проведенным измерениям различных исследователей и в некоторых случах поправка получилась до 3,8%. [c.11]

Периодические реакторы. Разложение исходного соединения проводят в закрытом реакторе. Скорость реакции определяют, периодически анализируя пробы реакционной смеси или проводя серию опытов различной продолжительности и определяя степень превращения каждого из них. Скорость реакции можно определять, и измеряя возрастание давления, например, тензографом. Для повышения точности последний метод необходимо сочетать с анализом продуктов (определение числа молекул, образовавшихся из одной молекулы исходного реагента). Этот метод дает наилучшие результаты при изучении реакций с низкой степенью превраи1,е-ния. При некоторых условиях резко увеличивается отклонение реакционной смеси от закона идеальных газов н необходимо знать или найти расчетом коэффициент сжимаемости. Измерение скорости возрастания давления [2,31 удобно использовать для быстрого изучения кинетики реакций большого числа соединений и сравнения их относительной стабильности. Современные методы позволяют точно измерить скорость реакции при степени превращения реагирующих веществ 1—2% от введенного общего количества. Обычно принимают, чтс при разложении одной молекулы сырья образуется две молекулы продуктов. Если принять, что реакционная смесь подчиняется законам идеальных газов и реакция имеет первый порядок, то константу скорости можно легко вычислить из уравнения [c.54]

Рис. 114. Значения рУ1пТ для некоторых газов, иллюстрирующие отклонения от законов идеального газа нри высоких давлениях.

Типичные расчеты. Для последующих расчетов 1Юпользованы спектроскопические постоянные Шнонера [17]. Эти данные в дальнейшем были уточнены [18, 19], поэтому все волновые числа центров линий, так же как и значения светимости черного тела в центрах линий, будут иметь некоторую погрешность. Однако влияние этих погрешностей нри выч1тсленин излучательной способности пренебрежимо мало (< 0,1%). Предполагая справедливость закона идеального газа и используя [c.255]

Кроме того, зависимые уравнения состояния должны предсказывать некоторые другие характеристики, которые обычно свойственны газам и жидкостям, что отмечалось Мартином [72—76] и Эбботтом [1 ]. Наконец, любое уравнение состояния должно сводится к закону идеального газа, когда давление стремится к нулю. [c.35]