Что такое идеальный газ. При каких условиях реальный газ близок к идеальному.

Ид.газ-газ молекулы которого рассматриваются как материальные точки взаимодействующие по законам соударения упругих шаров. Между частицами вещества действуют силы взаимного притяжения и отталкивания. В зависимости от интенсивности хаотического движения и сил взаимодействия между молекулами, которые зависят от внешних условий (температуры, давления), различают три агрегатных состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное. С изменением внешних условий наблюдается переход вещества из одного состояния в другое – фазовый переход первого рода. В газообразном состоянии тепловое движение наиболее интенсивно, а силы взаимодействия малы. Пренебрегая взаимодействием молекул и размерами, получаем модель идеального газа как совокупности материальных точек, не взаимодействующих друг с другом и находящихся в непрерывном хаотическом движении. Ясно, что такая модель газа выбрана для простоты расчета. Реальный газ, конечно, не удовлетворяет таким представлениям, однако, если газ находится под небольшим давлением, то по своим свойствам он приближается к идеальному.. Несмотря на существенные упрощения, представления об идеальном газе позволяют находить зависимость макроскопических параметров состояния от микросвойств частиц.

Запишите основное урав кин. теории газов, объясните его смысл.

Следствием хаотичес. движения молекул является давление газа на стенки сосуда. , где р - давление газа на стенки сосуда, n - число молекул в единице объема, m₀ - масса молекулы, - среднее значение квадрата скорости теплового движения молекул, - средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы. Число молекул в единице объема равно отношению полного числа молекул газа N, находящихся в сосуде, к его объему V: , тогда Общее число молекул равно: ,где – число молей газа, N_A - число Авогадро, тогда Сопоставим это уравнение с эмпирическим уравнением состояния Менделеева - Клапейрона

имеем .

т.к. ,то

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре и является мерой интенсивности теплового движения молекул при заданной температуре. Формула выявляет молекулярно-кинетический смысл понятия температуры: температура тела есть количественная мера энергии теплового движения молекул, из которых состоит это тело. Подставляя, мы можем преобразовать основное уравнение кинетической теории газов к виду: p = n k T.

Каков физ смысл температуры? Каков физ смысл постоянной Больцмана?

Температура - характеристика внутреннего состояния макроскопической системы – состояния теплового равновесия. Температура – термодинамический параметр, одинаковый во всех частях термодинамической системы, находящейся в тепловом равновесии. Температуры тел, находящихся в тепловом контакте, выравниваются.

Физический смысл температуры. Опыт: давление газа зависит от температуры - и . Из основного уравнения МКТ идеального газа: . Следовательно .

Опыт показывает, что для любых веществ . Заменяя знак пропорциональности на знак равенства, получим: , где k – коэффициент пропорциональности, называемый постоянная Больцмана, а Т – абсолютная термодинамическая температура.

Абсолютная температура. - абсолютная температура неотрицательна! Т.к. объем газа равен нулю быть не может, то температура равна нулю, если давление равно нулю, а значит, равна нулю скорость поступательного теплового движения (сохраняются т.н. нулевые колебания). Единица температуры – Кельвин (К). Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Шкала строится так, что

Постоянная Больцмана - физическая постоянная (k), равная отношению универсальной газовой постоянной к постоянной Авогадро.

Величины R, N_A являются универсальными постоянными. Их отношение также является универсальной постоянной и называется постоянной Больцмана. Если

R= 8,31 Дж/(моль×К),

N_А = 6,02×10²³ моль^-1, то

k = 1,38×10^-23 Дж/К.