Закономерности идеального газа

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА [c.18]

Свободная энергия Р, теплосодержание И и энтропия 5 чистых веществ зависят от количества, давления, физического состояния и температуры вещества. Если определять стандартное состояние твердого вещества или жидкости как состояние реального твердого тела или жидкости при 1 атм, а стандартное состояние газа — как состояние идеального газа при 1 атм, то для одного моля вещества в определенных стандартных условиях эти свойства зависят только от температуры. Термодинамические характеристики при давлениях, отличающихся от атмосферного, можно рассчитать, используя численные значения этих функций для стандартных условий и основные термодинамические закономерности (уравнение состояния, коэффициент сжимаемости вещества и др.). Влияние [c.359]

Первые работы Дж. Гильдебранда связаны с обоснованием закономерностей идеальных растворов. Им показано, что если при образовании раствора теплота растворения кристаллов соответствует скрытой теплоте плавления и растворы образуются без изменения суммы объемов, растворы следуют закону Рауля [61]. Рассматривая механизм внутримолекулярного взаимодействия в растворе, Дж. Гильдебранд ввел понятие о внутреннем давлении. Жидкости с равными внутренними давлениями образуют идеальный раствор. Жидкости с близкими внутренними давлениями и близкой полярностью взаимно растворимы в широком диапазоне концентраций. Для оценки энергии связи сил межмолекулярного взаимодействия им использованы величины скрытой теплоты испарения. Растворы с дисперсионными силами взаимодействия, у которых теплоты, смешения имеют низкие значения, а изменение энтропии происходит по закону идеальных газов, были выделены в отдельный класс, полу- [c.213]

Закономерности идеального газа [c.19]

Вириальные коэффициенты (характеризующие отклонения поведения реального газа от тех закономерностей, которым подчиняется идеальный газ) являются функцией только температуры. По Гиршфельдеру, в случае газа с неполярными молекулами эти-коэффициенты можно рассчитать, используя следующие формулы [c.72]

Величина Ку является мерой отклонения рассматриваемой системы от закономерностей, которым подчиняются идеальные газы [c.169]

Г. Льюис предложил формальный прием, который позволяет связать найденные опытным путем свойства реального газа (отклонения его от идеального состояния) с его термодинамическими параметрами и изучать таким путем термодинамические закономерности в реальных газовых смесях. При этом сохраняются простые формы, присущие математическим уравнениям, описывающим свойства идеальных газов. Метод этот распространяется и на растворы, [c.131]

Обратимся теперь к третьему виду энергии тело обладает им вследствие того, что его атомы и молекулы находятся в состоянии движения, хотя само тело может оставаться неподвижным. Проявлением этого молекулярного движения является теплота, а его интенсивность измеряется температурой тела. Как было изложено в гл. 3, применяемая нами температурная шкала основана на закономерности расширения идеального газа, а теплота измеряется в тех же единицах, что и работа или энергия. Количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 моля вещества на 1 К, называется теплоемкостью этого вещества и измеряется в джоулях на кельвин и на моль (Дж К моль ). [c.53]

Перегонка основана на закономерностях общего давления пара, который находится в равновесии с раствором. Полагаем, что оба компонента неограниченно взаимно растворимы друг в друге и что смесь паров над раствором подчиняется законам идеальных газов давление насыщенного пара чистого второго компонента при данной температуре выше, чем первого компонента р >ру. [c.228]

Точное вычисление продолжительности пребывания паров угле-, водорода в зоне крекинга наталкивается на значительные трудности в связи с тем, что большинство реальных газов недостаточно точно-подчиняется закономерностям, установленным для идеальных газов. Указанная неточность вычисления продолжительности крекинга уве- [c.9]

Начнем с рассмотрения свойств газа, а для большей простоты возьмем за основу идеальный газ . Такое упрощение при изучении природы используется с целью выявления основных закономерностей, не искаженных побочными явлениями. [c.9]

В производственных условиях довольно часто приходится иметь дело с газами, находящимися при низких давлениях и высоких температурах. В этом случае при расчетах без больших погрешностей можно использовать простые закономерности, установленные для идеальных газов. [c.4]

Идеальным условились считать газ, молекулы которого не имеют собственного объема и между ними нет никакого взаимодействия. Поскольку у реальных газов это не так, газовые законы, в том числе и уравнение состояния, для реальных газов не выполняются. Однако в условиях значительной разреженности газов, когда собственный объем молекул ничтожно мал по сравнению с объемом, занимаемым всем газом, уравнение состояния идеальных газов может с известным приближением применяться. Реально такое применение возможно при малых давлениях (не больше 100 кПа) и высоких температурах (выше критической температуры данного вещества). Тем не менее, поскольку свойства реальных газов отклоняются от свойств идеальных газов вполне закономерно, оказалось возможным ввести в уравнение состояния соответствующие поправки и приблизить его, таким образом, к реальным условиям. Так были получены уравнения состояния реальных газов (см. 111.12). [c.13]

Покажите, что если пар считать идеальным газом, то для веществ, удовлетворяющих уравнению (V, 4), соблюдаются следующие закономерности [c.126]

Частицы в растворе удерживаются в жидкой фазе, как и в случае чистой жидкости, силами нековалентных взаимодействий. При этом, однако, в растворе можно выделить три разных типа взаимодействия а) между частицами растворителя б) частиц растворенного вещества с частицами растворителя в) между частицами растворенного вещества. Первые два типа характерны для любого раствора, без них существование раствора немыслимо. Третий тип существен лишь при достаточно высокой концентрации растворенного вещества. В разбавленном растворе, при низкой концентрации растворенного вещества частицы последнего практически не встречаются друг с другом и взаимодействие между ними не оказывает заметного влияния на многие свойства раствора. Поэтому многие закономерности поведения таКих растворов существенно проще. В связи с этим в физической химии широко используется понятие предельно разбавленный раствор, как раствор, в котором можно пренебречь взаимодействием частиц растворенного вещества. Для теории растворов понятие предельно разбавленного раствора имеет такое же значение, как для теории газов представление об идеальном газе. [c.121]

Поверхность адсорбентов обычно неоднородна. Это связано с особенностями их строения и получения. Неоднородность поверхности адсорбента очень усложняет математические зависимости, описывающие адсорбцию. Поэтому для получения простейших закономерностей обращаются к физической адсорбции идеального газа однородной поверхностью адсорбента. К адсорбентам с практически однородной поверхностью относится сажа, прокаленная при 3000° С. При адсорбции газа на саже образуется мономолекулярный адсорбционный слой, толщина которого определяется размерами молекул адсорбата и их ориентацией на поверхности адсорбента. [c.138]

Первые точные измерения осмотического давления были проведены В. Пфеффером (1877), изучающим водные растворы тростникового сахара. Он установил, что осмотическое давление раствора прямо пропорционально концентрации растворенного вещества и абсолютной температуре раствора. Я. X- Вант-Гофф (1887) установил, что осмотическое давление я численно равно давлению, которое оказало бы растворенное вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимало объем, равный объему раствора. Для разбавленных растворов неэлектролитов найденная закономерность достаточно удовлетворительно описывается уравнением [c.214]

НО справедлив лишь при не очень низких температурах и то лишь в отношении поступательного и вращательного движений. Закон, однако, строго вытекает из классического распределения Больцмана для частиц идеального газа при описании движения молекул уравнениями классической механики. Как мы увидим позднее, ограниченная применимость закона равнораспределения — прежде всего результат того, что классическое описание движения молекул далеко не всегда допустимо (в особенности это относится к колебаниям ядер), и необходимо учитывать квантовые закономерности (правда, поступательное движение может быть описано классическим образом практически во всех случаях). Кроме того, оказывается, что классическая статистика Больцмана является лишь приближением, которое выполняется не для всякого идеального газа. Например, к электронному газу в металле даже при обычных условиях статистика Больцмана неприменима (см. гл. VHI о квантовых статистиках идеального газа). [c.107]

Полученное выражение представляет уравнение неразрывности потока в дифференциальной форме. Преобразуем его применительно к тому случаю, когда рабочим телом служит идеальный газ, для которого справедливо уравнение состояния (1.20) и все вытекающие из него закономерности. [c.124]

С достаточной точностью все формулы и закономерности теории истечения, полученные выше для идеальных газов, можно [c.135]

В термодинамике введено понятие идеального газа и идеального раствора, подчиняющихся наиболее простым закономерностям. [c.16]

Важнейшей термодинамич. закономерностью является концентрационная зависимость X. п. В случае идеального газа Х.п. определяется парциальным давлением компонента i согласно ур-нию [c.254]

Обратимся теперь к рассмотрению того, какими свойствами в действительности обладают реальные газы. Закон Бойля — Мариотта очень хорошо описывает поведение газов при достаточно низких давлениях, но при высоких давлениях наблюдаются заметные отклонения от этого закона. Как мы помним, из кинетической теории следует, что давление газа представляет собой результат коллективного действия молекул, сталкивающихся со стенками сосуда. При сжимании газа в уменьшающемся объеме происходит все большее число столкновений молекул со стенками сосуда, а это означает повышение давления. Но если учесть, что молекулы сами имеют некоторый объем, то можно понять, что закономерная взаимосвязь между объемом и давлением газа должна выполняться лишь до определенного предела, зависящего от собственного объема молекул. На рис. 9.9 схематически изображено состояние газа при различных давлениях и видно, что при очень высоких давлениях собственный объем молекул должен существенно изменять закономерную сжимаемость газа. Следовательно, объем газа при высоких давлениях можно рассматривать как идеальный объем, т.е. объем [c.159]

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]

При значительном заполнении поверхности слои нерастворимых ПАВ, как и обычные газы, обнаруживают заметные отклонения от свойств идеального газа. На экспериментальных зависимостях это проявляется в усложнении вида кривых при сжатии слоев и в усилении их различия для разных веществ. Общие закономерности в отклонениях от идеальности те же, что и для трехмерного состояния вещества при достаточно сильном сжатии двухмерной фазы наблюдается ее конденсация, проявляющаяся в появлении горизонтальных участков на графиках р(А). После завершения конденсации и превращения всего вещества в конденсированное (жидкое или твердое) состояние возникает очень сильное сопротивление дальнейшему сжатию, выражающееся в появлении почти вертикальных участков графиков. Как и в обычных газах, отклонения от идеальности усиливаются с увеличением размера молекул. Результаты измерений с различными веществами сводятся к следующим закономерностям. [c.584]

Идеальный газ при расширении без совершения внешней работы сохраняет температуру постоянной, однако реальные газы отклоняются от этой закономерности, чем и пользуются для целей глубокого охлаждения. При обычных температурах и не очень высоких давлениях газы, за исключением водорода и гелия, охлаждаются при дросселировании (положительный эффект Джоуля-Томсона). [c.36]

Твердое щество может находиться в кристаллическом и аморфном состоянии. Для торо чтобы нагляднее представить себе различия мсжд) кристаллическими и аморфными веществами, а также между твердыми телами и жидкостями, рассмотрим более подробно вопрос об упорядоченности во взаимном расположении атомов или молекул в них. Упорядоченность, которая проявляется иа расстояниях, сравнимых с межатомными, является упорядоченностью ближнего порядка, а упорядоченность, повторяющаяся на иеограииченпо больших расстояниях,— дальнего порядка. Как известно, в газах (точнее, в идеальных газах) расположение молекулы в какой-либо точке пространства ие зависит от расположения других молекул, т. е. в них отсутствует дальний и ближний порядок. Что же касается жидкостей и аморфных тел, то в них уже существует ближний порядок, характеризующийся некоторой закономерностью в расположении соседних атомов. Дальний порядок в жидкостях и аморфных телах отсутствует, так как на больших расстояниях этот порядок размывается и постепенно переходит в беспорядок . [c.11]

Как уже отмечалось, пар как реальный газ не подчиняется простым закономерностям идеальных газов, поэтому расчеты процессов с водяным паром проводятся с помощью таблиц или фафически с помощью диафамм. [c.96]

В обще( случае, как было указано выше (стр. 352), нам неизвестен вид уравнений состояния различных фаз как многокомпонентных, так и однокомпонентных систем. Исключением являются лишь уравнение Клапейрона—Менделеева, применимое, когда компоненты газообразной фазы подчиняются законам идеальных газов, и ряд более или менее удачно подобранных, но довольно сложных уравнений, описывающих состояние реальных газов и реальных индивидуальных жидкостей. Поэтому единственной возможностью найти зависимость между значениями переменных, определяющих состояние системы, остается метод непосредственных измерений температуры, давления и концентраций или объемов компонентов равновесных систем. Полученные данные нсполь-зуются для построения диаграмм состояния, которые представляют собой графическое выражение искомых закономерностей. [c.355]

Г >8. Уравнение состояния реальных газов. Свойства реальных гаЗгГв закономерно отклоняются от свойств идеальных газов. Вследствие этого требовалась разработка нового уравнения состояния, которое связывало бы между собой значения р, V и Т и давало бы [c.111]

С наибольшей точностью эти закономерности справедливы для газовых смесей, нахо- дяищхся при небольших давлениях и достаточно высоких температурах, когда свойства компонентов близки к свойствам идеальных газов. Однако с повышением давления, т. е. с уменьшением расстояния между молекулами газа, начинают все больше сказываться специфические особенности этих молекул их собственный объем, характер и интенсивность взаимодействий между ними. В результате состояние каждого компонента делается зависимым от того, какие именно молекулы составляют (в среднем) окружение молекулы этого компонента. Иначе говоря, раствор перестает быть простой механической смесью молекул, поскольку состояние каждой из них начинает зависеть от состава раствора. [c.203]

Как систематические, так и случайные погрешности обнаруживают с помощью методов, основанных на термодинамических закономерностях. Большинство этих методов основано на уравнении Гиббса — Дюгема (I. 163) и его модификации — уравнении Дюгема — Маргулеса (V. 163), применяемого в различных формах. Необходимо отметить, что уравнение (V, 163) является строгим при Т = onst и при условии, что пар можно рассматривать как идеальный газ. [c.286]

Рассмотрим свойства простейшей статистической системы — идеального газа с учетом квантовых закономерностей. Классическое описание (см. гл. IV), как отмечалось выше, дает не вполне удовлетворительные результаты, в особенности для низких температур. Закон равнорас- [c.201]

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]

Рассмотрим данные табл. 5 с точки зрения изложенных выше представлений о влиянии давления на химическое равновесие в идеальных газовых смесях. Значение величины Кр для реакции синтеза аммиака при 450° возрастает почти в четыре раза при росте давления с 1 до 1000 атм. Очевидно, смесь Н2 — N2 — N113 значительно отличается от смеси идеальных газов. Чтобы установить, подчиняется ли эта смесь закономерностям, установленным для идеальных смесей реальных газов, сопоставим значения величин Ку, рассчитанные по коэффициентам летучести (рис. 5 и 6), с найденными из эксперимента (табл. 5) при помощи уравнения (I. 43). Необходимые для такого сопоставления данные приведены в табл. 7 [37]. [c.34]