Перехід газу з одного стану в інший при сталій температурі називають ізотермічним процесом.

Якщо маса газу не змінюється, то для цього процесу можна записати:

– У даному процесі температура не змінюється, тобто Т₁ = Т₂. Який зв’язок між іншими двома параметрами стану?

()

Одержана формула виражає закон, встановлений дослідним шляхом в середині 19 століття англійським ученим Р.Бойлем і французьким фізиком Е.Маріоттом, тому цей закон має назву закону Бойля-Маріотта.

Його можна сформулювати так: добуток тиску даної маси газу на його об’єм при сталій температурі є величина стала.

Зверніть увагу на твердження "даної маси газу". Це означає, що тільки для процесу, в якому маса газу не змінюється і стала температура можна застосовувати закон Бойля-Маріотта.

Наприклад, як відповісти на запитання: "Ви надули щоки. Збільшується і об’єм і тиск повітря, а температура стала. Як це узгодити із законом Бойля-Маріотта?"

Отже, при сталій температурі, тобто при ізотермічному процесі, закон Бойля-Маріотта не виконується. І це природно, адже маса повітря збільшується.

б) Як графічно зобразити залежність між тиском і об’ємом газу в ізотермічному процесі?

Отже залежність між тиском і об’ємом обернено пропорційна, а графік цієї залежності – гіпербола.

Цю криву називають ізотермою. Кожна точка кривої визначає тиск і об’єм газу при даній температурі, тобто стан газу.

В ізотермічному процесі стан газу змінюється, відповідно на графіку точка, що визначає стан газу, рухається вздовж ізотерми.

в) А який вигляд має ізотерма, якщо маса газу та сама, а температура вище?

Запишемо рівняння Менделєєва-Клапейрона Звідси видно, що чим вище температура Т, тим більший добуток pV. Отже, ізотерма при більшій температурі для даної маси газу розміщується вище. Для даного V, р має більше значення.

У системах координат р,Т і V,T ізотерма має вигляд:

Ізотерми на цих графіках біля осі Т зображуються пунктиром, тому що при Т близькому до абсолютного нуля будь-який газ стає або рідиною, або твердим тілом.

 

Таким чином, для ізотермічного процесу виконується закон Бойля-Маріотта, а на графіку цей процес зображується ізотермою

2. У другій частині задачі мова йде про процес у газі при сталому тиску. Який зв’язок між об’ємом і температурою?

а) Перехід газу з одного стану в інший при сталому тиску називається ізобарним.

– Який зв’язок між об’ємом і температурою в ізобарному процесі? Чому?

Цей закон встановлений експериментально французьким фізиком Ж.Гей-Люссаком у 1892р. і названий на честь вченого законом Гей-Люссака.

Він формулюється так: при незмінній масі газу і сталому тиску об’єм газу прямо пропорційний його абсолютній температурі.

– Перепишемо останнє рівняння так: Яка це залежність між об’ємом і температурою? (лінійна)

– Як на графіку зображується лінійна залежність? (прямою лінією)

– Зобразити цей графік в координатах V, T.

– Як ви думаєте, чим відрізнятиметься графік ізобарного процесу, якщо тиск матиме більше значення? Чому?

більшому р при даній Т відповідає менше значення V, отже кут нахилу буде меншим).

Зверніть увагу на е, як зображена ізобара біля абсолютного нуля.

– Зобразити ізобару в координатах р,Т і р,V.

3. У третій частині задачі мова йде про процес при сталому об’ємі. Який зв’язок між тиском і температурою у даному процесі?

а) Такий процес має назву ізохорного.

– Який зв’язок між тиском і температурою при ізохорному процесі? Чому?

– Яка залежність між тиском і температурою? (прямо пропорційна)

Ця залежність між тиском і температурою була експериментально встановлена французьким ученим Ж.Шарлем і має назву закону Шарля.

Формулюється закон так: Для даної маси газу при сталому об’ємі тиск газу прямо пропорційний його абсолютній температурі.

– Як графічно зобразити залежність ?

 

 

(На графіку цей процес зображується ізохорою)

 

 

– Зобразити дві ізохори для даної маси газу при умові, що V₂ > V₁. Обґрунтуйте.

( більшому V при даній Т відповідає менше значення р, отже кут нахилу буде меншим).

– Зобразити ізохори в координатах V,T і р,Т.

 

 

Двадцять четверте лютого

Класна робота

Пароутворення і конденсація. Насичена і ненасичена пара. Вологість повітря. Методи вимірювання вологості повітря.

Вміст водяної пари у повітрі називається вологістю повітря.

У повітрі завжди є водяна пара, але вона не є насиченою. Переміщення повітряних мас призводить до того,що в одних місцях нашої планети випаровування переважає над конденсацією, в інших-навпаки.

Щоб дізнатися, скільки міститься у повітрі водяної пари, можна пропустити певний об’єм повітря через речовину, яка вбирає водяну пару, і знайти масу пари,яка знаходиться в 1 повітря.

Величину, яка вимірюється кількістю водяної пари (в грамах), що міститься в 1 повітря, називають абсолютною вологістю повітря (позначають ).

Практично виміряти кількість водяної пари в 1 повітря дуже важко. Але числове значення абсолютної вологості мало відрізняється від тиску водяної пари за таких самих умов, виміряного в міліметрах ртутного стовпа. А тиск газу вимірюється значно простіше. Тому в метеорології прийнято називати абсолютною вологістю повітря тиск водяної пари, яка міститься в ньому за даної температури, який ще називають парціальним тиском.

За абсолютною вологістю повітря чи парціальним тиском ще

не можна встановити,наскільки воно сухе чи вологе. Якщо температура низька,то дана кількість водяної пари в повітрі може виявитися близькою до насичення, тобто повітря буде вологим. За вищої температури та сама кількість водяної пари далека від насичення і повітря сухе.

Наскільки водяна пара, яка знаходиться в повітрі, близька до стану насичення, показує відносна вологість.

Відносною вологістю повітря називають виражене у відсотках відношення абсолютної вологості до густини насиченої пари за даної температури .100 %

Отже, відносна вологість повітря показує, який відсоток становить абсолютна вологість від густини водяної пари , яка насичує повітря за даної температури.

З рівняння Менделєєва-Клапейрона:

р , тобто р і .

Тому в метеорології відносною вологістю називають величину, яка вимірюється відношенням тиску водяної пари,яка міститься в повітрі, до тиску водяної пари, яка насичує повітря за тієї самої температури.

Величини і визначають за спеціальними таблицями. (Учні ознайомлюються з таблицею «Тиск і густина насиченої пари при різних температурах»). Нормальною відносною вологістю вважається 50-60 %.