Рубрика:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 157
ПРОВЕРКА ПРИМЕНИМОСТИ УРАВНЕНИЯ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАЙПЕРОНА К
ВОЗДУХУ ПРИ УСЛОВИЯХ, БЛИЗКИХ К НОРМАЛЬНЫМ.
1. Цель и содержание работы.
Целью работы является проверка применимости уравнения состояния
идеального газа для воздуха при комнатной температуре и давлениях,
близких к атмосферному. Содержание работы заключается в измерении
давления в некотором закрытом сосуде известного объема, а затем в
системе, состоящей из этого и другого сосудов, соединенных вместе, и
получении связи между этими давлениями, а
также в оценке полученных
результатов.
2. Краткая теория.
Опытным путем было установлено, что давление Р, создаваемое газом в
закрытом сосуде, объем сосуда V и температуре Т газа связаны между
собой определенным соотношением, которое называют уравнением
состояния газа. Существуют десятки уравнений состояния для
индивидуальных газов и их смесей. Даже для одного и того же газа в
различных диапазонах давлений и температур используют разные
уравнения состояния. Наиболее универсальным является уравнение вида:
...,
32
++++=
mm
m
m
V
D
V
C
V
B
I
RT
РV
которое называют вириальным разложением уравнения состояния или
просто вириальным уравнением состояния.
Здесь: V
m
-молярный объем газа
(м
3
/моль), а В,С,D,…- второй, третий и т.д. вириальные коэффициенты,
зависящие от природы молекул газа и, в общем случае, от температуры.
Теоретически коэффициент В можно связать с потенциалом (или силой)
взаимодействия 2-х молекул газа, С-с взаимодействием 3-х молекул и т.д.
Таким образом, используя это уравнение и найдя
из опыта числовые
значения коэффициентов, можно получить сведения о взаимодействиях
молекул между собой.
Простейшее уравнение состояния называют уравнением состояния
идеального газа или уравнением Менделеева-Клайперона:
P.V
m
=R.T (для одного моля) или
P.V=
=TR
M
m
.
.R.T. (1)
Здесь: m-масса газа, М-молярная масса (кг/кмоль или кг/моль), =т/М (в
молях или кмолях)- количество молей,
R
≈ 8,31 Дж/(моль.К) ≈ 8310 Дж/(кмоль.К)- универсальная газовая
постоянная, Т- абсолютная температура, V
m
(м
3
/моль или м
3
/кмоль)-
молярный объем газа.
