De ideale gasdruk

Foardat jo prate oer wat de druk fan in ideale gas is, moatte jo de ynhâld fan 'e begryp "ideale gas" klarje. In konsept fan dit karakterisearret de wiskundige model, in universele formule wurdt fan útgien dat de ferdieling fan 'e mooglikheden en Kinetic enerzjy fan de interacting molekulen sa dat potinsjele enerzjy wurde kin ferwaarleazge. De gemyske-fysike betsjutting is dat absolute elastyk fan 'e muorren fan' e skippen wêryn de gas leit is oanwêzich, en tagelyk de grutterheid fan 'e oantreklike krêften fan molekulen, de ympuls fan har ynfloed op' e muorren fan 'e fiver en oer elkoar wurde erkend as ûnkrêftich.

Dit begryp fan 'e essinsje fan in ideale gas fynt in tige breed tapassing op it gebiet om problemen te lizzen fan gastherodynamika.

Yn 'e fysyk sin binne der ferskillen fan' e ideale gas: klassike, wylst eigendommen bepaald binne troch de klassike wetten fan meganyk, en kwantum, waans natuer ûntstien is út 'e begjinsels fan' e kwantummeganika.

De earste dy't de algemiene lykweardigens ûntliende wie de grutte Frânske fysisist Benois Clapeyron. Hy ûntwikkele ek de basisprinsipes fan 'e teory fan' e ideale gas, dy't de basis binne fan alle moderne teoryen dy't ferskate gassen ûndersykje.

It útgongspunt fan dizze leargong is de konklúzje dat de ideale gasdruk in konstante ûnferoare is foar in lineêre karakter fan 'e ôfhinging fan har fermogen op temperatuer. It is needsaak om wat betingsten oan te nimmen:

- de diameter fan it molekûl fan in ideaal gas is lyts oant de tafalligens fan syn grûnslach;

- pols tusken de molekulen kin oerdroegen wurde allinne yn collisions, dus, kin ferwaarleaze en de krêft fan 'e attraksje tusken harren;

- de totale wearde fan 'e enerzjy fan gasmoleksen wurdt erkend as in konstante, yn it ûntbrekken fan waarmteferfier en wurk op dat gas dien. Yn dit gefal hinget de druk fan in ideale gas ôf fan 'e summa fan' e wearden fan 'e pulses dy't ûntstien binne as molekulen mei de muorren fan' e skip te kollidearjen.

Under it bestean fan 'e ûnderwiiskundige wiene in protte wittenskippers yn' e stúdzje fan 'e fysiko-gemyske natuer fan gassen, en de oanwêzigen yn in protte fan harren wiene net itselde. Dat late ta it feit dat yn 'e fysike teory de klassifikaasje fan in ideale gas wurdt beskôge fan' e wize fan 'e wetten dy't ien of oare fysiolooch-Fermi-gas, Bose-gas en oaren-op basis fan syn ûndersyk sette. Sa, neffens lykweardich oanpak beskôge gas tagelyk foldwaan wetten en Boyle en Gay-Lussac syn wet: PV = BT, dêr't p - druk, T - absolute temperatuer. Myladyskev's formule jout in mear wiidweidige byld fan 'e eigenskippen: pV = m / M x RT, wêrby't R de gaskonstante is, M de molêre massa is en m de massa is.

Ien fan 'e âldste en ûntwikkele learingen oer de eigenskippen fan gassen wie de beskriuwing fan sokke eigenskippen as de druk fan in ideale gas. Mar yn dit konsept wiene der inkele tekoarten ferbûn mei in ienriedige oanpak foar ûndersyk. Dus, ek meat de bedrach fan druk kinne wy net efterheljen de parameters fan de gemiddelde wearden fan 'e Kinetic enerzjy fan elk fan de ôfsûnderlike molekulen, en ek de konsintraasje fan dizze molekulen yn it fet. Dêrom is in bepaalde parameter nedich, mei hwa't it mooglik is it probleem op te lossen dy't ûntstie is. Fysisten hawwe de temperatuer as sa'n wearde foarsteld. Dizze skalêre kwantiteit yn 't thermodynamika jout in idee fan' e thermyske tastân fan it systeem en syn dynamyk. Mar yn teory fan gassen de temperatuer is wichtich en hoe't de molekulêre Kinetic parameter, omdat it beskriuwt it gedrach fan it gas molekulen yn it skip, en ek wjerspegelet harren hege Kinetic enerzjy. Dizze wearde wurdt de Boltzmann konstante neamd.

Om it sykjen formule fan de druk net te fieren 'e kompleksiteit fan' e hegere wiskunde, is it nedich om keunstmjittich foarstelle guon simplifications:

- de foarm fan de molekulen kin fertsjintwurdige wurde as in spaasje;

- de ôfstân tusken molekulen is ûnfatsoenlik grut, útsein de aksje fan 'e krêften fan attraksje;

- de snelheid fan 'e beweging fan' e molekulen wurdt op 'e gemiddelde nivo set;

- de muorren fan it skip hiel elastysk fertsjintwurdigje.

Dêrom kinne wy in formule útlizze wêrby't de druk fan in ideale gas de fraksje fan 'e krêft fan' e krêft fan 'e muorre fan it skip is, it oerflak wêryn't dizze krêft betsjut: p = F / S.

Yn deselde gefallen, as ús ferienigingen net wurkje om te fêststellen hoe't de ideale gasdruk feroaret, sille ekstra wearden ynfierd wurde yn dizze ienfâldige formule.