Практикум по общей химии. Охинов Б.Д - 12 стр.

Авогадро и уравнения Клапейрона-Менделеева.                           1. Изотермический процесс
      Любое газообразное вещество характеризуется следую-             Поскольку при изотермическом процессе температура ос-
щими величинами: p – давлением; T – температурой; V – объ-      тается неизменной ( T = const или, другими словами, T1 = T2 ),
емом; m – массой; M – молярной массой. Во многих случаях        то уравнение Клапейрона преобразуется в закон Бойля-
состояние газообразного вещества описывается уравнением со-     Мариотта:
стояния идеального газа, которое также называется уравнением                            p1 ⋅ V1 = p 2 ⋅ V2 .
Клапейрона-Менделеева:                                                2. Изобарный процесс
                        p⋅V = ν⋅R ⋅T ,                                При p = const объединенный газовый закон превращается
где ν – количество газообразного вещества (моль); R – универ-   в закон Гей-Люссака:
сальная газовая постоянная.                                                               V1 V2
      Если в уравнение Клапейрона-Менделеева подставить вы-                                 =   .
ражение количества вещества через массу и молярную массу                                  T1 T2
ν = m / M , получается иная форма написания уравнения со-            3. Изохорный процесс
стояния идеального газа:                                             Так как при изохорном процессе объем газа остается не-
                                   m                            изменным ( V1 = V2 или V = const ), из уравнения Клапейрона
                         p⋅V =       ⋅R ⋅T.                     получается закон Шарля:
                                   M
      Данная форма удобна тем, что связывает воедино все ве-                               p1 p 2
                                                                                             =    .
личины, характеризующие любое газообразное вещество.                                       T1 T2
      Уравнение Клапейрона-Менделеева содержит в себе все             4. Изобарно-изотермический процесс
основные газовые законы, применяемые как в химии, так и в фи-         Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для двух раз-
зике. Запишем уравнение для одного моля газа ( ν = 1 или        личных газов и немного преобразуем их, сгруппировав количе-
m / M = 1 ):                                                    ство вещества и объем в правой части уравнения, а остальные
                          p⋅V                                   величины переместив в левую часть:
                              =R.
                           T                                                p1 ⋅ V1 = ν1 ⋅ R ⋅ T1 ; p 2 ⋅ V2 = ν 2 ⋅ R ⋅ T2 ;
      Поскольку в правой части выражения находится постоян-                        p1    ν           p2    ν
ная величина, можно сделать вывод, что для одинакового коли-                            = 1;              = 2.
                                                                                  R ⋅ T1 V1         R ⋅ T2 V2
чества любого газа при любых условиях будет выполняться ра-
венство:                                                             Поскольку условия изобарно-изотермические ( p = const и
                       p1 ⋅ V1 p 2 ⋅ V2                         T = const ), получается выражение:
                              =         .
                                                                                          ν1 ν 2
                         T1       T2                                                        =    .
      Это уравнение представляет собой объединенный газовый                               V1 V2
закон (уравнение Клапейрона), справедливый только для одного         Если ввести третье дополнительное условие V = const ,
и того же количества газообразного вещества ( ν = const ).      получаем закон Авогадро:
      Из уравнения Клапейрона можно получить частные случаи            В равных объемах различных газов при постоянных
поведения газов.                                                       температуре и давлении содержится одинаковое коли-

                              23                                                               24