Кинетическая теория газов и газовые законы

Законы осмотического давления. Осмометрия. Осмос играет важную регулирующую роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Клеточные соки имеют низкую концентрацию солей, поэтому вначале огромное число измерений осмотического давления относилось к разбавленным водным растворам неэлектролитов. В 1887 г., применив для обобщения результатов измерений термодинамику и молекулярно-кинетическую теорию, Вант-Гофф пришел к выводу, что между состоянием вещества в очень сильно разбавленном растворе и газовым состоянием того же вещества имеется формальное количественное сходство, несмотря на то что характер движения молекул растворенного вещества в жидкости отличается от движения молекул газа. В частности, Вант-Гофф показал, что 1) при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему растворенного вещества (аналогия с законом Бойля) 2) при данной концентрации осмотическое давление пропорционально абсолютной температуре (аналогия с законом Гей-Люссака) 3) при одинаковой температуре [c.203]

Кинетическая теория газов и газовые законы [c.34]

Из основного уравнения кинетической теории газов в виде выражений (3.18) и (3.19) можно вывести все газовые законы, ранее установленные экспериментально. [c.150]

Основы молекулярно-кинетической теории газов, которая объяснила физический смысл газовых законов, были заложены еще в работах М. В. Ломоносова. В 1744—1748 гг. он разработал теорию атомно-молекулярного строения вещества, впервые обосновал кинетическую теорию теплоты и на основании этого объяснил многие неизвестные до него явления. В XIX в. молекулярно-кинетическая теория газов получила свое дальнейшее развитие в работах Клаузиуса, Максвелла и Больцмана. На новейшем ее этапе эта теория была в современном виде разработана Я. И. Френкелем. [c.19]

Это и есть основное уравнение кинетической теории газов, из которого, как следствие, вытекают не только закон Авогадро, но и другие газовые законы (Бойля — Мариотта, Гей-Люссака и т. д.). [c.19]

Закон Авогадро получил доказательство в молекулярно-кинетической теории газов. Закон Авогадро, газовые законы Гей-Люссака и Бойля — Мариотта относятся к законам идеальных газов, по отношению к которым можно практически пренебречь межмолеку-лярным взаимодействием и собственным объемом молекул. [c.26]

Кинетическая теория газов позволяет, используя приведенные выще уравнения, вычислить средние скорости движения молекул. Она же лежит в основе объяснений физических свойств газов и законов газового состояния. [c.36]

Коэффициенты переноса. Основным источником получения точных выражений для коэффициентов переноса в широком диапазоне температур для неплотных газов и газовых смесей является кинетическая теория газов в тех случаях, когда имеются необходимые данные о межмолекулярных силах [7, 174, 182-186. Законы взаимодействия частиц вводятся как предположения, а их пригодность устанавливается сравнением макроскопических свойств, вычисленных на их основе, с экспериментом. В настоягцее время для смесей ионизованных газов эксперименты по переносным свойствам проведены для ограниченных условий изменения параметров и химического состава и служат в основном для проверки теоретической модели. [c.166]

Молекулярно-кинетическая теория газов. Для идеального газа разработана модель его поведения, которая позволяет объяснить газовые законы. При ее создании использовались следующие предположения [c.87]

Кинетическая теория газов. Температура и давление газов обусловлены непрерывным движением их молекул. Кинетическая теория газов позволяет установить, исходя из чисто механических предпосылок, поведение газов и газовые законы и вычислить их теплоемкости. Эта теория, предложенная Бернулли (1788), была развита позже другими исследователями, в частности- [c.40]

Согласно определению, удельная теплопроводность Я соединения равна количеству теплоты, которое протекает через плоскую пластину толщиной 1 см и площадью 1 см за 1 с при условии, что между поверхностями пластины поддерживается разность температур 1 К. Таким образом, единица измерения удельной теплопроводности — Вт/(м-К). Теплопроводность осуществляется в результате прямой передачи энергии между молекулами без учета влияния конвекции или излучения. Согласно законам кинетической теории газов, в области температур и давлений, применяемых в газовой хроматографии, теплопроводность не зависит от давления и для всех газов существенно увеличивается с ростом температуры. [c.379]

Ввиду весьма частых, совершенно беспорядочных столкновений газовых молекул, сопровождающихся быстрым перераспределением энергии по разным степеням свободы всех молекул, можно предположить, что в среднем, на каждую степень свободы приходится одна и та же доля всей энергии, независимо от того, есть ли эта степень свободы слагаемое поступательного, вращательного или колебательного движения. Основываясь на кинетической теории газов, Максвелл и Больцман дали строгое доказательство этого закона. [c.256]

Исходя из молекулярно-кинетической теории газов, можно теоретически обосновать законы газового состояния. Основы этой теории были разработаны М. В. Ломоносовым. Дальнейшее развитие она получила лишь во второй половине XIX в. в трудах ученых П. Клаузиуса, Л. Больцмана, Д. Максвелла. [c.56]

Объемные компрессоры повышают давление газа путем уменьшения замкнутого объема (камеры), содержащего определенное количество газа, то есть определенное число молекул газа. Уменьшение замкнутой полости сопровождается увеличением концентрации молекул в единице объема. Давление газовой среды на стенку согласно законам кинетической теории газов пропорционально суммарной энергии соударений молекул газа со стенкой. При увеличении числа молекул в единице объема возрастает число соударений молекул, приходящихся на единицу площади поверхности стенки, то есть увеличивается давление газа. [c.307]

Только воображаемый идеальный газ может подчиняться газовым законам при всех значениях температуры, давления и объема. Поэтому законы Бойля и Гей-Люссака называются законами идеальных газов. Согласно кинетической теории газов идеальный газ [c.112]

Результаты исследований процесса конденсации водяного пара в твердое состояние дают возможность по-новому подойти к расчету сублимационного конденсатора. Теория и опыт показывают, что скорость процесса конденсации пара в твердое состояние полностью определяется возможностью откачки пара охлаждаемой поверхностью. Правильно выбранная величина поверхности обеспечивает конденсацию заданного количества пара при условии поддержания постоянной температуры поверхности. Общие уравнения, полученные на основе новых представлений с использованием законов кинетической теории газов, дают возможность непосредственно подсчитать необходимую величину поверхности конденсации. Благодаря этому из расчета выпадает коэффициент теплоотдачи а между конденсирующимся паром и стенкой. Решение задачи распадается на два раздела определение величины поверхности из условий кинетики движения паро-газовой смеси и тепловой расчет для обеспечения постоянной температуры поверхности конденсации. [c.229]

Парциальные давления и парциальные объемы в смесях идеальных газов. Связь между общим давлением идеальной газовой смеси и парциальными давлениями отдельных газов, входящих в смесь, была установлена опытным путем английским ученым Дальтоном в 1801 г. Закон Дальтона можно вывести из основного уравнения кинетической теории идеальных газов. Если взять Qмe ь, состоящую из двух газов, то, применяя основное уравнение кинетической теории идеальных газов в форме (1,7) к каждому газу, входящему в смесь, и ко всей смеси в целом, получим [c.30]

Реальные газы. У реальных газов наблюдаются отклонения их параметров от параметров, рассчитываемых по уравнениям газовых законов. Эти отклонения растут с увеличением давления (рис. 4.3) и с понижением температуры. Основной причиной таких отклонений является межмолекулярное взаимодействие (вандерваальсовы силы, см. гл. 3). Кроме того, каждая молекула имеет собственный объем, что не учитывается кинетической теорией газов. [c.89]

Общие свойства газовых смесей. По сравнению с молекулами жидкости молекулы газов удалены друг от друга на неизмеримо большие расстояния, чем их собственные размеры. С этим связаны некоторые особые свойства газов, например способность к сжатию со значительным изменением объема, заметное повышение давления с ростом температуры и т.д. Поведение газообразных веществ достаточно полно объясняет кинетическая теория газов, основу которой составляют законы газового состояния Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля [10]. Эти законы могут быть выражены объединенным уравнением (законом) Клайперона-Менделеева рУ=НКТ. (2.1) [c.23]

Таким образом, уравнение идеального газа выведено из газовых законов. Для создателей кинетической теории убедительным оказалось то обстоятельство, что с ее помощью могут быть получены те же самые уравнения, поскольку эта теория позволила дать не только качественное объяснение таких явлений в газах, как давление и диффузия, но и количественное описание поведения газов. Вывод экспериментальных законов кинетической теории — лучшее подтверждение ее основных допущений. [c.161]

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]

Объяснение газовых законов базируется на атомно-молекулярном учении и кинетической теории. Основателями кинетической теории следует считать Д. Бернулли и М. В. Ломоносова. Д. Бернулли дал математическое выражение, связывающее давление газа с движением молекул. М. В. Ломоносов применил молекулярно-кинетические представления для объяснения различных явлений, в частности развил молекулярно-кинетическую теорию теплоты. Окончательную разработку кинетическая теория получила в исследованиях Дж. П. Джоуля , вычислившего в 1851 г. среднюю скорость движения частиц газа, Р. Клаузиуса (1822—1888), Дж. К. Максвелла (1831—1879). [c.160]

Закон Дальтона. Любые газы в любом состоянии при смешении друг с другом в произвольных соотношениях образуют однородные смеси. При достаточном разрежении (идеальные газовые смеси) каждый газ сохраняет в смеси те же свойства, которые он имел бы в данном объеме в отсутствии других газов. Это непосредственно следует из того основного положения кинетической теории, что в идеальных газах молекулы друг с другом ие взаимодействуют. [c.122]

Молекулы всех газов при одной и той же температуре обладают одинаковой средней кинетической энергией. Причем давление газа при данной температуре зависит только от числа молекул в единице объема газа. В основе объяснений физических свойств газов и законов газового состояния лежит кинетическая теория. Большинство законов газового состояния было выведено для идеального газа, молекулярные силы которого равны нулю, а объем самих молекул бесконечно мал по сравнению с объемом межмолекулярного пространства. [c.20]

Основы кинетической теории, которая объяснила газовые законы, были заложены в XVIII в. в работах М. В. Ломоносова и Я. Бернулли и получили развитие в XIX в. в трудах Р. Клаузиуса, Д. Максвелла и Л. Больцмана. Кинетическая теория идеальных газов строится на нескольких простых допущениях [c.36]

С начала XIX века ученые исследовали только что рассмотренные вами газовые законы. Полеты на воздушных шарах также давали некоторые полезные сведения о составе и структуре атмосферы. Однако объяснить, почему же газы ведут себя так последовательно и сходно, не могли еще очень долго. Начиная еще с XVII века ученые рассматривали газы как множество очень маленьких частиц, находящихся на больших расстояниях друг от друга. Но только в XIX веке атомная теория заложила фундамент для понимания поведения газов. Шаг за шагом ученые построили молекулярно-кинетическую теорию газов. [c.392]

Б процессе разработки молекулярно-кинетической теории газов для понимания общих законов ученые придумали гипотетический газ, который строго подчиняется газовым законам при любых температурах и давлениях. Этот газ называется идеальным газом. Для 1 моль идеального газа PV/T = onst = R. [c.75]

Таким образом, рассмотренные ранее газовые законы благодаря кинетической теории газов получают глубокое обоснование. Скорость движения молекулы связана с ее грамм-молекулярной массой. Для моля имеехм п = Ма, М ЫаГп и РУ=ДТ, подставляя в (1.16), получим [c.20]

В изложенной выше теории равновесной хроматографии были рассмотрг-ны только те искажения хроматографической полосы (обострение фронта и растягивание тыла или наоборот), которые вызывались отклонениями изотермы распределения (адсорбции или растворения, от закона Генри. Но даже и при соблюдении закона Генри хроматографическая полоса при движении вдоль колонки должна размываться. Это происходит вследствие продольной диффузии (вдоль и навстречу потока газа) молекул компонентов газовой смеси, переноса и диффузии их вокруг зерен насадки, а также диффузии в поры (так называемой внутренней диффузии). Кроме этого, молекулы компонента смеси, попап-шие в неподвижную фазу, должны отставать от его молекул, переносимых в потоке газа, вследствие конечной скорости адсорбции и десорбции на твердой или жидкой иоверхности, наличия поверхностной диффузии (вдоль поверхности), а в случае газо-жидкостной хроматографии еще и вследствие диффузии (поперечной и продольной) внутри неподвижной жидкой пленки, а также ввиду адсорбции и десорбции на носителе неподвижной жидкости. Все эти разнообразные диффузионные и кинетические явления приводят к тому, что в отношении элементарных процессов удерживания в неподвижной фазе и возвращения в движущийся газ-носитель разные молекулы данного компонента окажутся п разных условиях и, следовательно, будут перемещаться вдоль колонки с разными скоростями, что неизбежно приведет к размыванию хроматографической полосы—к снижению и расширению пика. Уже одно перечисление причин размывания хроматографической полосы показывает, насколько сложны диффузионные и кинетические процессы в колонке. Учитывая некоторую неопределенность геометрии колонок, по крайней мере колонок с набивкой (колебания в форме и размерах зерен, в их пористости и упаковке, в толщине пленки неподвижной жидкости, в доступности ее поверхности или поверхности адсорбента в порах, можно оценить влияние диффузионных и кинетических факторов на форму хроматографической полосы лишь весьма приближенно. Однако даже такая приближенная теория очень полезна, так как она позволяет выяснить хотя бы относительную роль различных диффузионных и кинетических факторов, влияющих на размывание, и указать тем самым пути ослабления этого влияния. [c.575]

Начало общепринятой ныне кинетической теория газов, по которой частицы их оживотворены быстрым поступательным движением, очень давнее (Бернулли в XVIII столетии, Ломоносов и др. уже развивали подобное представление), но общепринятою она сделалась после признания механической теории теплоты и развития, сделанного Кренигом (1855), а особенно после математической разработки Клаузиуса и Максвеля. Давление, упругость, диффузия, внутреннее трение, законы Бойль-Мариотта и Гей-Люсса-ка и Авогадро-Жерара не только объясняются (дедуцируются) кинетическою теориею газов, но и выражаются с полный совершенством так, напр., величина внутреннего трения различных газов в точности была предсказана Мак-свелем, на основании приложения теории вероятности к столкновению газовых частиц. Поэтому кинетическую теорию газов должно считать блестящим приобретением последней половины XIX столетия. Скорость поступательного движения газовых частиц для газа, куб. сантиметр которого весит d г, выводится равною, по теории, квадратному корню из произведения 3 р D g, деленного на d, где р есть давление, при котором определено d, выраженное числом сантиметров ртутного столба, D есть граммовый вес [c.394]

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]

Установленные описанным путем газовые законы и кинетическая теория газов предоставили широкие возможности для решения различных вопросов физической химии и изучения физических свойств и закономерностей их изменения для различных веществ. Так, вычисленные на основе кинетической теории газов отношения удельных теплоемкостей газов при постоянном давлении и при постоянном объеме дали критерий для установления чисел атомов в молекулах различных газов. Как известно, для идеальных одноатомных газов равно 1,67, для двухатом- [c.406]

Основное уравнение кинетической теории газов включает все основные газовые ваконы. Так, если температура Г постоянна, го и средняя скорость движения молекул данного газа й постоянна. Точно так же для данного количества газа постоянными величинами являются число молекул п и масса каждой из них т. Таким образом, при Т =соп81 правая часть формулы (1—9) также становится величиной постоянной, т. е. рУ=соп5 . Это и является выражением закона Бойля—Мариотта. [c.15]

Газы. В гл. 1 на основании законов механики и простейших предположений о строении и свойствах материи мы получили газовые законы, опытное доказательство истинности которых служит свидетельством верности наших представлений о природе газоз. Таким путем мы уяснили себе и сущность температуры. Сейчас же мы хотим обратиться к количественной оценке теплоты, к теории теплоемкости. Для этой цели мы воспользуемся тем же ходом мыслей, который уже привел нас к положительным результатам. Нашей ближайшей задачей мы поставим себе нахождение величины Ср и для одно-, двух- и многоатомных газов при помощи кинетической теории газов. [c.28]

Классическая теория теплоемкости газов. Согласно закону Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы мвлекул (закон равнораспределения), на одну степень свободы поступательного и вращательного движения молекулы приходится энергия, равная 2 кТ), а на одну степень свободы колебательного движения приходится в среднем энергия, равная кТ, так как в среднем на потенциальную энергию гармонических колебаний молекулы приходится столько же тепловой энергии, сколько и на кинетическую, т. е. тоже 2 кТ). Здесь к — постоянная Больцмана она равна универсальной газовой постоянной деленной на постоянную Авогадро [А=6,0232 Дж/(моль-град)]. Таким образом, на одну степень свободы колебательного движения молекулы в среднем приходится вдвое больше энергии, чем на одну степень свободы поступательного или вращательного движения. [c.63]

Из газовой динамики известно, что в большинстве встречающихся задач нет необходимости использовать детальное микроскопическое описание газа с помопдью функции распределения. Поэтому естественно поискать менее детальное описание, используя макроскопические гидродинамические переменные (плотность, гидродинамическую скорость, температуру), введенные в гл. 2. Поскольку-эти переменные определяются через моменты функции /, мы сталкиваемся с проблемой анализа различных моментов уравнения Больцмана. Особый интерес, разумеется, представляют моменты, соответствуюпще инвариантам столкновений, так как с ними непосредственно связаны гидродинамические переменные. Фактически мы покажем ( 4.1), что уравнения переноса для инвариантов столкновений идентичны гидродинамическим законам сохранениям тем самым будет установлена формальная связь между кинетической теорией и гидродинамикой. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология