Законы идеальных газов и кинетическая теория газов

Основными законами идеальных газов являются законы Бойля— Мариотта и Гей-Люссака. Эти законы были получены экспериментально, но формулы их могут быть выведены и теоретическим путем на основании так называемого основного уравнения кинетической теории газов. [c.13]

Согласно кинетической теории газов, вязкость не должна зависеть ОТ давления. Однако при высоких давлениях, когда законы идеальных газов неприменимы, такая зависимость существует. Кроме того, при большом вакууме (порядка мм рт. ст.) изменяется характер движения молекул, в результате чего наблюдаются заметные отклонения от постоянного значения вязкости, зависящие от давления. Не учитывая этих крайних случаев — очень высоких и очень малых давлений, — в большинстве технических задач вязкость газа можно считать практически не зависящей от давления. [c.22]

ВЫВОД ЗАКОНОВ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА ИЗ КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ [c.160]

Примерно в то же самое время анализом поведения газов занимались шотландский физик Джеймс Кларк Максвелл (1831 — 1879) и австрийский физик Людвиг Больцман (1844—1906). Эти ученые установили следующее. Если предположить, что газы представляют собой совокупность большого числа беспорядочно движущихся частиц (кинетическая теория газов), то закон Бойля выполняется в том случае, если, во-первых, между молекулами газа не действуют силы притяжения и, во-вторых, молекулы газа имеют нулевые размеры. Газы, отвечающие этим требованиям, были названы идеальными газами. [c.120]

В соответствии с кинетической теорией газов (закон Максвелла — Больцмана) термодинамическое понятие равновесной температуры для идеального газа может быть расшифровано с помощью уравнения [c.23]

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]

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]

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]

Основные законы идеальных газов и молекулярно кинетическая теория. ............. [c.401]

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

Написать закон идеального газа [уравнение (2.2)] и сформулировать основы кинетической теории газов ( i р. 32). [c.11]

Законы механики могут быть использованы на двух уровнях для расчета свойств больших количеств вещества. На первом уровне (кинетическая теория, рассматриваемая в данной главе) применяется сравнительно простая процедура математического усреднения. На втором уровне (статистическая механика, гл. 17) используется более абстрактный статистический подход. Из кинетической теории можно вывести законы идеального газа и найти распределение молекул по скоростям на основе очень простой модели газа. Величины теплоемкостей газов могут быть рассчитаны вплоть до предела, где проявляются квантовые эффекты. Таким образом, кинетическая теория помогает нам понять термодинамические свойства с молекулярной точки зрения, а также скорости разнообразных процессов. С помощью понятия поперечного сечения столкновения можно для простой модели рассчитать частоту молекулярных столкновений и скорости переноса массы, энергии и количества движения в газе. [c.259]

Кинетическая теория газов, разрабатывавшаяся одновременно с атомной теорией материн, позволяет найти законы идеальных газов из рассмотрения следующей простой модели. Допустим, что газ состоит из пренебрежимо [c.15]

Объяснение закона Авогадро заключается, таким образом, в том, что законы идеальных газов не содержат величин, зависящих от качественных различий молекул. Проверка постоянства константы No этого закона методами кинетической теории служит одновременно и проверкой выводов из кинетической теории. [c.128]

Соотношение (3) и является основным уравнением моле-кулярно-кинетической теории. Основным его именуют потому, что из него математически можно вывести и обосновать все законы идеальных газов. [c.25]

Основы ее были даны еще Бернулли (1738) и, отчасти, Ломоносовым (1746). В середине XIX в. труды Клаузиуса, Максвелла, Кельвина н др. дали настолько законченную картину, что возникла надежда на основе механики объяснить с помощью кинетической теории все свойства материи. Вскоре однако выяснилось, что один из основных физических законов — второе начало термодинамики — не укладывается в рамках обычной механики и основанной на ней кинетической теории и что сама кинетическая теория не может быть строго обоснована одними лишь законами механики. Однако Больцман показал, что второе начало может быть получено из кинетической теории, если последнюю дополнить законами теории вероятностей. На этой почве возникла статистическая механика Больцмана и Гиббса. Сейчас, когда термодинамика повидимому достигла пределов своего развития и вряд ли может дать еще принципиально новые вклады в науку, кинетическая теория, дополненная квантовыми представлениями, является самым мощным орудием современного теоретического исследования. На протяжении курса мы встретим много примеров разнообразного ее применения, здесь же ограничимся лишь теми приложениями, которые непосредственно относятся к идеальным газам. [c.145]

Отступления от законов идеальных газов. Выше было показано, что простые законы идеальных газов вытекают из кинетической теории при следующих упрощающих предпосылках 1) не принимается во внимание собственный объем молекул, т. е. свободный объем, в котором эти молекулы могут двигаться. [c.161]

В основе эффузионного метода, предложенного Кнудсеном, лежит определение общей массы молекул, вылетающих через малое отверстие в вакуум из замкнутой полости, называемой эффузионной камерой, внутри которой находится исследуемое вещество [8]. Исходя из кинетической теории газов в предположении о применимости законов идеальных газов к парам можно показать, что распределение скоростей молекул должно подчиняться закону Максвелла. Однако распределение скоростей молекул, испаряющихся с поверхности вещества, бывает несколько отличным от Максвелловского распределения. Для обеспечения последнего мы должны допустить столкновения молекул внутри эффузионной камеры, прежде чем они попадут в область эффузионного отверстия. Для этого размеры внутренней полости камеры должны быть больше средней длины свободного пробега молекул пара это условие требует [c.344]

Уравнение (1.5), известное под названием закона диффузии Грэма, можно переписать в виде уравнения (1.4), поскольку отношение плотностей двух идеальных газов при одинаковой температуре и давлении равно отношению их относительных молекулярных масс. Как было показано, закон Грэма является логическим следствием кинетической теории газов, так как скорость диффузии должна быть непосредственно связана со скоростью движения молекул. [c.17]

ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ И КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОВ [c.34]

Глава 3. Законы идеальных газов и кинетическая теория газов. [c.789]

Закон Дальтона полностью соответствует кинетической теории идеального газа. Действительно, если взаимодействия нет, то поведение каждой частицы не зависит от наличия других частиц, и следовательно, поведение совокупности частиц одной природы не зависит от наличия совокупности частиц другой природы. [c.18]

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]

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]

Прн высоких давлениях на- блюдаются отклонения от этого закона, но при постепенно.м сни-.женин давления реальные газы начинают все лучше и лучше подчиняться ему. При уменьшении давления межмолекулярные силы значительно ослабевают, и предельным состоянием, которое называют идеальным или совершенным газом, является такое, в котором. молекулы движутся свободно без всякого взан.модействия. Такая модель газа лежит в основе кинетической теории, которая рассматривает газ как множество обладающи.к массой точек, находящихся в постоянном движении. [c.32]

Вначале рассмотрим идеальный газ. Можно представить себе газ Кнудсена или газ, подчиняющийся закону Бойля. Пусть оба резервуара, в которых заключен газ Кнудсена, соединены капилляром, сечение которого меньше длины свободного пробега молекул. Простой расчет, проведенный на основании кинетической теории (он приводится в 14), дает для коэффициента термомолекулярного эффекта [c.43]

Законы идеальных газов чрезвычайно просты. Первоначально они были установлены опытным путем. Теоретическое истолкование и обоснование этих законов было дано позже на основе молекулярно-кинетической теории. Основные положения молекулярно-кинетической теории газов были сформулированы в середине XVIII в. русскими учеными М. В. Ломоносовым и Д. Бернулли. Отдельные вопросы теории уточнялись и развивались в течение последующих ста лет в работах Дальтона, Клапейрона, Максвелла, Больцмана, Клаузиуса и других ученых. В настоящее время молекулярно-кинетические представления широко используются всеми естественными науками. [c.19]

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]

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]

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]

Отступления от законов идеальных газов. Простые законы идеальных газов получаются из кинетической теории при уже указанных выше упрощающих предпосылках 1) не принимается во внимание собственный объем молекул, т. е. свободный объем, в ко-торо.м они могут двигаться, отождествляется с объемом всего сосуда 2) не принимаются во внимание силы вз 1Имодействия между молекулами, так чтр движение каждой из них между двумя столкновениями предполагается прямолинейным, как если бы остальные молекулы отсутствовали 3) при столкновениях молекулы ведут себя, как впюлне упругие шарики. [c.139]

С кинетической точки зрения идеальный газ представляет собой газ, между молекулами которого отсутствуют силы притяжения или отталкивания и в котором молекулы настолько малы по сравнению с расстояниями между ними, что их собственным объемом вполне можно пренебречь. Из этого простого представления с помощью кинетической теории можно вывести уравнение состояния идеального газа. Поскольку мы заинтересованы скорее в применениях закона идеального газа, чем в его теоретическом обосновании, этот вопрос в дальнейшем обсуждаться не будбт. [c.209]

С помощью кинетической теории газов были не только сформулированы законы идеальных газов на основании чисто механических предпосылок, но и подтвержден вывод теории Авогадро, касающийся двухатомности молекул таких газов, как Нг, Ог, Мг, СЬ и НС1. Это соответствие между результатами двух теорий — одной физической и другой химической — в свое время в значительной мере способствовало упрочению атомно-молекулярной теории, использовавшейся химиками для объяснения законов химических соединеиий. [c.45]

Таким образом, существует параллелизм между объемом, занимаемым молекулой в пространстве при температуре кипения, и поляризуемостью. При соответствующих предпосылках между обеими величинами может быть установлена связь. Если при расчетах исходить из кинетической теории газов, рассматривая молекулы как твердые шары, а удары между ними считать упругими, то по отклонению от законов идеальных газов или также из величин внутреннего трения в газах можно получить определенный диаметр молекул и определенный молекулярный объем. При этом величина молекулярного объема равна постоянной Ван-дер-Ваальса Ь, а так как величина Ь при точке кипения пропорциональна молярному объему, то она всегда составляет одну и ту же часть этого моля зного объема. Молекулярный объем также можно вывести из поляризуемости, если использовать устаревшую модель Клаузиуса—Мозотти, согласно которой заряды свободно перемещаются по поверхности шара. Поляризуемость тогда равна Зя/4 объема этого шара, который представляет собой молекулярный объем. Рассчитанные таким образом объемы молекУл совпадают по порядку величины с объемом, полученным из постоянной Ван-дер-Ваальса . Так, например [c.166]

Согласно молекулярно-кинетической теории, давление представляет собой просто результат столкновений молекул со стенками сосуда, которым передается импульс движущихся молекул. Произведение давления на объем газа равно двум третям кинетической энергии движения молекул [уравнение (3-25)]. Этот факт в сочетании с экспериментально установленным объединенным законом состояния идеального газа приводит к важному выводу, что кинетическая энергия движения молекул газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре [уравнение (3-26)], т.е. что температура представляет собой прпгто меру интенсивности молекулярного движения. [c.156]

Выше уже говорилось, что дискретная структура материи, понятие об атоме и молекуле лежат в основе научных представлений современной химии. Важнейшее свойство материи — движение — рассматривается кинетической теорией, развитой во второй половине XIX в. Клаузиусом, Максвеллом и Больцманом , главным образом кинетической теорией газов. Было постулировано, что элементарные частицы материи — атомы и молекулы — находятся в постоянном движении. Рассмотрим сначала посгупательное движение молекул в идеальном газе, подчиняющееся законам классической механики. [c.18]

Смеси газов и растворы имеют ряд общих свойств и в области явлений диффузии. Частицы тех и других способны самопроизвольно равномерно распределяться по всему объему. Особенно это свойство характерио для сильно разбавленных растворов. Поведение молекул неэлектролита в таком растворе аналогично поведению идеального газа. Применив для обобщения результатов измерений осмотического давления законы термодинамики и молекулярио-кинетическую теорию газов, Вант-Гофф впервые установил, что между состоянием вещества в очень разбавленном растворе и газообразным состоянием имеется полное качественное и количественное сходство (опыт 18). Другими словами, осмотическое давление сильно разбавленных растворов подчиняется законам идеальных газов. [c.38]

Условие равновесия для системы, где происходит химическая реакция, выведено нами в связи с рассмотрением общей термодинамической теории равновесия [формула (1Х.32)]. Из условия (1Х.32) легко получить основной закон химического равновесия— закон действия масс, если химические потенциалы в явной форме выразить через концентрации или парциальные давления компонентов. Впервые закон действия масс был сформулирован норвежскими учеными Гульдбергом и Вааге (1867) на основе кинетического рассмотрения идеальных газов. [c.240]

Без тех сведений о природе газообразного состояния. которые мы разобрали ( 4), закон Авогадро был бы непонятен. Действительно, неясно на первый взгляд, почему равные количества молекул самых разнообразных газов должны занимать одинаковый объем, несмотря на то, что различные молекулы имеют различные размеры. Закон Авогадро становится понятным с точки зрения кинетической теории идеальных газов. Согласно этой теории молекулы идеального газа в среднем находятся на расстояниях друг от друга, в десятки и сотин раз превышающих их собственные размеры. В таком случае понятно, что различие в размерах индивидуальных молекул не играет существенной роли. [c.114]