Уравнение состояния газа
Уравнение Менделеева — Клапейрона описывает состояние идеального газа и связывает его давление, объём, температуру и количество вещества. С его помощью можно найти один параметр, если известны остальные.
Формула
Здесь \(p\) — давление газа в паскалях (Па), \(V\) — объём в кубических метрах (м³), \(\nu\) — количество вещества в молях (моль), \(T\) — абсолютная температура в кельвинах (К), а \(R=8{,}31\ \text{Дж/(моль·К)}\) — универсальная газовая постоянная. Температуру в этой формуле нельзя подставлять в градусах Цельсия: \(T=t+273\).
Формула объединяет результаты, изучаемые в законах идеального газа. Если количество вещества постоянно, изменение одного параметра приводит к изменению других. Сам идеальный газ — это упрощённая модель вещества, подробнее описанная на странице идеального газа.
Газ количеством \(\nu=2\) моль находится при температуре \(T=300\) К и давлении \(p=100\ 000\) Па. Его объём: \(V=\frac{\nu RT}{p}=\frac{2\cdot8{,}31\cdot300}{100\ 000}\approx0{,}050\) м³, то есть примерно 50 л.
Уравнение Менделеева — Клапейрона используют для бір состояния газа. При сравнении двух состояний той же порции газа часто применяют объединённый газовый закон: \(\frac{pV}{T}=\text{const}\). Кроме того, в уравнении состояния нужна абсолютная температура в кельвинах, а не температура в градусах Цельсия.
Как изменится объём постоянной порции газа при неизменных давлении и температуре, если количество вещества увеличить в 2 раза?
Главное
- Уравнение состояния идеального газа: \(pV=\nu RT\).
- В формулу подставляют давление в паскалях, объём в кубических метрах, а температуру — в кельвинах.
- Уравнение связывает параметры бір состояния газа и позволяет вычислять неизвестную величину.