Идеальные и реальные газы. — Студопедия

Следствия из основного уравнения мкт идеального газа

Через основное уравнение МКТ идеального газа можно выразить скорость движения молекул (частиц газа):

v=√3kTm0..=√3RTM..

R — универсальная газовая постоянная, равная произведения постоянной Авогадро на постоянную Больцмана:

R=NAk=8,31 Дж/К·моль

Температура — мера кинетической энергии молекул идеального газа:

−Ek=32..kT

T=2−Ek3k..

Полная энергия поступательного движения молекул газа определяется формулой:

E=N−Ek

Пример №3. При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул неона уменьшилась в 4 раза. Какова начальная температура газа?

Запишем формулу, связывающую температуру со средней кинетической энергией теплового движения молекул, для обоих случаев, с учетом что:

Следовательно:

Составим систему уравнений:

Отсюда:

Использованная литература

Заметки

использованная литература

Поиск

Количество вещества. Любое вещество состоит из определенных структурнь[х единиц. Например, поваренная соль,.хлорид натрия, состоит из условных молекул кристаллического веи ес гва Na l, газ метан — из отдельных молекул СН4. Такие структурные единицы принято называть формульными единицами и обозначать как ФЕ.

Формульные единицы — это реально существующие частицы, представляющие собой электроны, атомы, молекулы, ионы, условные молекулы кристаллических веществ и полимеров и др. Для характеристики числа чгигтиц вводится понятие количества вещества. Количество вещества В [c.

21]     Из самого определения понятия летучести следует, что эта функция не может быть вычислена без помощи экспериментальных данных. Рассмотрим один из возможных способов определения летучести.

Чтобы воспользоваться им, необходимо опытным путем найти изотермическую зависимость между Р и V интересующего нас газа при заданной температуре. По результатам наблюдения строят график (рис. 24, кривая /). По уравнению PV — RT строят изотерму идеального газа для той же температуры (кривая И).

Изотерма // непременно ляжет правее изотермы I, ибо объем реального газа меньше объема идеального газа при той же температуре вследствие межмоле-кулярныХ сил притяжения, действующих в реальном газе. На рис. 24 отмечено давление Р, при котором должна быть [c.

145]

В общем случае, когда парциальные давления не равны единице, для определения вероятности реакции необходимо пользоваться более общим уравнением (10). Полученные выражения (10) и (11) действительны только для идеальных газов. Для реальных газов вводятся понятия летучесть и активность , употребляемые вместо парциальных давлений. [c.23]

Таким образом, летучесть / — величина, не имеющая определенного физического смысла. Будучи подставленной в уравнение, выведенное для идеального газа, летучесть делает его пригодным и для реального газа. Иногда летучесть называют исправленным давлением, однако этот термин, отражая формально прием, не передает вполне реального содержания понятия. [c.159]

    Изложенные выше понятия и определения, связанные с равновесной термодинамической гибкостью, относятся к полимерным цепям, кон-формационные свойства которых определяются только взаимодействиями ближнего порядка.

В реальных цепях в растворе (даже при бесконечном разбавлении) существуют объемные взаимодействия между удаленными по цепи, но случайно сблизившимися в пространстве звеньями одной и той же цепочки.

Эти взаимодействия, подобные взаимодействиям частиц в реальном газе, включают  [c.23]

    Ранее мы убедились в удобстве использования концепции идеального газа, теперь используем аналогичное понятие по отношению к растворам, а именно понятие идеальный раствор .

Так же как реальные газы при определенных температурах и давлениях приближаются к идеальному газу, реальные растворы при определенных условиях разбавления приближаются к идеальному раствору. Идеальным называется газ, молекулы которого имеют пренебрежимо малый объем и не взаимодействуют друг с другом.

Очевидно, что для определения идеального раствора эти критерии использовать нельзя, так как молекулы жидкости должны обладать ощутимым относительным объемом и притягивать друг друга, для того чтобы жидкость существовала.

Идеальным является такой раствор, в котором свойства, присущие растворителю и растворенному веществу, не меняются из-за присутствия новых соседей, если не считать возможных изменений этих свойств при разбавлении. Никаких новых сил при этом не возникает, и никакие старые силы не исчезают.

Стремление к улетучиванию для молекул растворителя (так же как и растворенного вещества, если оно обладает летучестью) уменьшается только в той мере, в которой наличие молекул другого компонента пространственно затрудняет или вообще делает невозможным уход молекул растворителя из раствора.

В случае идеальных растворов такие свойства, как объем, являются аддитивными, а температура при смешивании не изменяется. Таким образом, если наш раствор состоит из двух компонентов Л и В, то силы взаимодействия между всеми молекулами будут такими же, как и силы взаимодействия между А VI А, В м В или Л и В. [c.129]

Для изучения процесса переноса энергии излучения используется понятие вектора плотности потока излучения (см. 16.2). Задача о теплообмене излучением считается решенной, если для заданной системы, заполненной излучающей, поглощающей и рассеивающей средой, найдено поле вектора Цд.

Если поглощательная способность среды не зависит от частоты V, то такая среда называется серой. На практике чаще встречаются случаи теплообмена излучением, когда излучающую среду серой считать нельзя. В первую очередь это относится к излучению газообразных продуктов сгорания (см. 18.1).

    Система, не обменивающаяся энергией с окружающей средой, называется изолированной системой.

Понятие изолированной системы имеет предельный характер и является такой же удобной рабочей гипотезой, как понятия совершенного газа или идеального раствора, способствующие установлению закономерностей поведения реальных газов и растворов.

Удобнее всего представлять изолированную от воздействия окружающей среды систему, как находящуюся в бесконечном отдалении от источника воздействия или же как отделенную от него оболочкой, обладающей бесконечно большим сопротивлением ко всякого рода внешним воздействиям.

Конечно, в реальных условиях невозможно абсолютно уничтожить взаимодействие системы с окружающей средой, однако в каждом конкретном случае можно сделать его пренебрежимо малым. Это и имеется в виду в определении изолированной системы. [c.9]

    При этом будут рассмотрены лишь те вопросы, которые имеют отношение к теории горения. В 2 будут сформулированы общие законы термодинамики, в 3 изложены основные положения статистической механики идеальных газов.

В 4 устанавливаются условия химического равновесия при фазовых переходах и химических реакциях в газах (реальных и идеальных) и в конденсированных фазах (реальных и идеальных). В этом же параграфе указаны методы расчета состава равновесных смесей.

В 5 вводится понятие о теплоте реакции и описаны методы определения этой величины, а также обсуждается расчет адиабатической температуры пламени.

В последнем параграфе ( 6), посвященном конденсированным системам, выводится правило фаз и обсуждаются зависимости давления пара и точки кипения от концентрации, также осмотическое давление и другие вопросы, [c.434]

    Практическое применение термодинамических уравнений для расчета фазовых, химических равновесных состояний смесей реальных веществ связано со сложностью определения введенных Льюисом (1901 г.

) понятий летучести и активности веществ и вытекающих из этих понятий, коэффициентов летучестей и активностей, которые позволили сохранить простоту термодинамических уравнений, полученных на основе, гиперболической модели идеального газа, но перенесли основную трудность на определение этих коэффициентов. [c.92]

    Значение т) для поршневых компрессоров находится в пределах 0,80— 0,95, что свидетельствует о значительных затратах мощности на механическое трение и привод вспомогательных механизмов. Выше (см. 3, гл.

9) было указано, что для определения совершенства процесса сжатия газов, протекающего в компрессоре, введено понятие изотермного и адиабатного к. п. д., под которым подразумевается отношение мощности идеального компрессора (работающего по изотермному или адиабатному циклу) к мощности реального компрессора.

В этом случае при п < к (для охлаждаемых компрессоров) изотермный к. п. д. [c.217]

    Основные понятия и принципы реологии. Установление связи между напряженным состоянием среды и характеристиками деформации (например, величиной и скоростью деформации) при течении неньютоновских жидкостей является задачей реологии.

Реология — наука о деформации и текучести вещества [31, 32] — изучает механические свойства газов, жидкостей, пластмасс, асфальтов и кристаллических материалов. Следовательно, реология включает механику ньютоновских жидкостей на одном конце спектра изучаемых вопросов и теорию упругости на другом.

Связь между напряженным состоянием среды и характеристиками ее деформации математически формулируется реологическим уравнением состояния среды, представляющим собой математическую модель реальных механических свойств среды и вместе с тем реологическую модель среды.

В построении простых реологических моделей значительную роль играет эксперимент. Обобщение его результатов связано с выполнением определенных [c.110]

    Другая важная для практики задача — определение теплофизических и кинетических характеристик теплозащитных материалов, разрушающихся при взаимодействии с высокотемпературным потоком газа.

Однако теплофизические измерения, базирующиеся ла классических подходах, для многих материалов могут быть проведены при температурах, существенно меньших тех, которые реализуются в реальных условиях.

Это, в частности, связано с тем, что композиционные материалы содержат компоненты, разлагающиеся при нагреве с вьщелением газообразных продуктов.

Кроме того, исследование ТФХ традиционными методами в специальных печах не соответствует действительным условиям нагрева и разрушения ТЗМ и по ряду других причин (удаление продуктов коксования, масштабные эффекты, временные факторы и темпы нагрева).

Исключить указанное несоответствие можно, используя понятие «эффективных теплофизических характеристик и осуществляя нагрев образцов на специальных стендах, создающих высоко-энтальпийные газовые течения, с последующей обработкой результатов температурных измерений по методам обратных задач теплопроводности.

    Т. с. сформировалась во 2-й пол. 19 — нач. 20 вв. благодаря трудам К. Максвелла, Л. Больцмана, Дж. Гиббса, М. Планка, А. Эйнштейна и др. Ее применяют при решении мн. теор.

и прикладных проблем химии для вычисления термодинамич. св-в реальных газов, разбавл. р-ров и др. систем. Понятие статистич. суммы использ. для определения констант скорости хим.

р-ций иа основе активированного комплекса теории. [c.567]

Понятие остаточной (Ван-дер-Ваальсовой) связи. При выводе законов для газов обычно делается допущение, что молекулы взаимодействуют друг с другом только при столкновениях. Такое допущение есть идеализация, и сами законы носят название законов идеальных газов.

К реальным газам эти законы применимы лишь в известном приближении и только в определенных условиях (не очень высокие давления и плотности газов). Но даже в этих условиях можно наблюдать отклонения поведения реальных газов от идеальных. Ван-дер-Ваальс (1873 г.

) исследовал эти отклонения и объяснил их тем, что в теории реальных газов следует учитывать взаимодействия между молекулами не только посредством столкновений. Силы такого дополнительного взаимодействия названы Ван-дер-Ваальсовыми, или остаточными силами. [c.

206]

Шкала абсолютно температуры. Идея об абсолютном нуле температуры появилась в результате открытия закона Шарля и Гей-Люссака абсолютным нулем должна быть температура, при которой идеальный газ должен иметь объем, равный нулю при любом конечном давлении. На протягкении ряда лет (вплоть до 1848 г.

) абсолютную шкалу температур определяли как шкалу газового термометра считали, что абсолютная температура пропорциональна объему определенного количества газа при постоянном давлении.

Одпако поскольку не существует реального газа, который был бы достаточно близок к идеальному, позволяющему сконструировать точный газовый термометр, Томсон сформулировал понятие об абсолютной шкале температуры, основываясь на законах термодинамики. Именно эта шкала абсолютной температуры в настоящее время является признанной (она рассмотрена в гл.

П). Шкала водородного газового термометра весьма близка к термодинамической шкале, за исключением области очень низких температур, и поэтому такой термометр широко применяют на практике. [c.244]

Расчетный метод состоит в использовании уравнений состояния реальных газов для определения летучести компонентов смеси в паровой и жидкой фазах и в нахождении константы равновесия как отношения летучести компонента в паровой фазе к его летучести в жидкой фазе.

Классики марксизма-ленинизма подчеркивают, что игнорирование некоторых черт действительности, т. е. создание идеальной картины, рационально и необходимо в процессе познания. Наука строится на основе рассмотрения идеальных картин (идеальных газов, идеальных растворов и т. п.) с постепенным усложнением этих картин путем учета реальных свойств объекта.

Итак, рационально считать молекулы неотличимыми. Однако при этом исчезает рассмотренная выше комбинаторика и вероятности всех состояний оказываются равными (Ц7 =1). Новая комбинаторика возникает не из-за отличимости молекул, а из-за отличимости различных частей фазового пространства.

Уже при рассмотрении третьего принципа термодинамики указывалось, что в отличие от классической механики в квантовой механике имеет месю дискретный набор состояний и энергий. Как мы убедимся далее (часть четвертая), в квантовой механике понятие частицы оказывается сложнее, чем в классической, и, в частности, понятия координаты и импульса утрачивают прежний смысл.

Точное задание координаты и импульса частицы оказывается лишенным смысла. Эти характеристики должны задаваться с некоторой неточностью. Это означает, что можно указать лишь ячейку в фазовом пространстве, в которой находится отображающая точка молекулы. В отличие от области, размеры которой неопределенны, ячейки, составляющие данную область, имеют определенный размер.

Пусть бж и брж — неточности задания координаты и импульса. Согласно законам квантовой механики бхбр = ==А, где Л — постоянная Планка (Л=6,62-10- эрг-с). Таким образом, для одномерного движения площадь ячейки равна А. Для движения атома в пространстве объем ячейки 6х убг6рх6ру6рг=ь , а для г-атомной молекулы объем ячейки равен Л .

Следовательно, размер ячейки в отличие от размера области постоянен. Мы будем выбирать области одинакового размера и будем считать, что каждая содержит ячеек. [c.144]

Связи между материа тьными объектами многообразны бес конечны и неисчерпаемы науке неизбежны абстракции и приб лиженные модели Они полезны и целесообразны но должны использоваться в определенных границах Таковы понятия иде ального газа и идеального раствора равновесной и изолиро ванной систем обратимого процесса, широко используемые в физической химии, хотя Не всетда или лишь приближенно при годные для реальных систем [c.364]

Специалистов по катализу часто интересует доля поверхности для серии катализаторов сходного состава (например, С0/А12О3), которая имеет заметное сродство к данному субстрату. Поэтому для ряда задач катализа можно ввести различия в понятия геометрическая и физическая емкости монослоя.

Будем называть геометрической емкостью — емкость монослоя йт, измеренную по БЭТ стандартным инертным газом, например аргоном. Физической емкостью будем называть величину для данного катализатора в ряду химически сходных катализаторов, определенную для всех членов этого ряда одним и тем же способом.

Очевидно, что физическая емкость — величина условная, имеющая смысл лишь для сопоставления некоторых физико-химических характеристик реальных адсорбентов. [c.169]

Свойства

Строе­ние внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­ма К. 2s²2p⁴; в со­еди­не­ни­ях про­яв­ля­ет сте­пе­ни окис­ле­ния –2, –1, ред­ко 1, 2; элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 3,44 (наи­бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­ный эле­мент по­сле фто­ра); атом­ный ра­ди­ус 60 пм; ра­ди­ус ио­на О^2– 121 пм (ко­ор­ди­нац. чис­ло 2). В га­зо­об­раз­ном, жид­ком и твёр­дом состояни­ях К. су­ще­ст­ву­ет в ви­де двух­атом­ных мо­ле­кул О₂. Мо­ле­ку­лы О₂ па­ра­маг­нит­ны. Су­ще­ст­ву­ет так­же ал­ло­троп­ная мо­ди­фи­ка­ция К. – озон, со­стоя­щая из трёх­атом­ных мо­ле­кул О₃.

В осн. со­стоя­нии атом К. име­ет чёт­ное чис­ло ва­лент­ных элек­тро­нов, два из ко­то­рых не спа­ре­ны. По­это­му К., не имею­щий низ­кой по энер­гии ва­кант­ной d-ор­би­та­ли, в боль­шин­ст­ве хи­мич. со­еди­не­ний двух­ва­лен­тен. В за­ви­си­мо­сти от ха­рак­те­ра хи­мич. свя­зи и ти­па кри­стал­лич. струк­ту­ры со­еди­не­ния ко­ор­ди­нац. чис­ло К. мо­жет быть раз­ным: 0 (ато­мар­ный К.), 1 (напр., О₂, СО₂), 2 (напр., Н₂О, Н₂О₂), 3 (напр., Н₃О ), 4 (напр., ок­со­аце­та­ты Ве и Zn), 6 (напр., MgO, CdO), 8 (напр., Na₂O, Cs₂O). За счёт не­боль­шо­го ра­диу­са ато­ма К. спо­со­бен об­ра­зо­вы­вать проч­ные π-свя­зи с др. ато­ма­ми, напр. с ато­ма­ми К. (О₂, О₃), уг­ле­ро­да, азо­та, се­ры, фос­фо­ра. По­это­му для К. од­на двой­ная связь (494 кДж/моль) энер­ге­ти­че­ски бо­лее вы­год­на, чем две про­стые (146 кДж/моль).

Па­ра­маг­не­тизм мо­ле­кул О₂ объ­яс­ня­ет­ся на­ли­чи­ем двух не­спа­рен­ных элек­тро­нов с па­рал­лель­ны­ми спи­на­ми на два­ж­ды вы­ро­ж­ден­ных раз­рых­ляю­щих π*-ор­би­та­лях. По­сколь­ку на свя­зы­ваю­щих ор­би­та­лях мо­ле­ку­лы на­хо­дит­ся на че­ты­ре элек­тро­на боль­ше, чем на раз­рых­ляю­щих, по­ря­док свя­зи в О₂ ра­вен 2, т. е. связь ме­ж­ду ато­ма­ми К. двой­ная. Ес­ли при фо­то­хи­мич. или хи­мич. воз­дей­ст­вии на од­ной π*-ор­би­та­ли ока­зы­ва­ют­ся два элек­тро­на с про­ти­во­по­лож­ны­ми спи­на­ми, воз­ни­ка­ет пер­вое воз­бу­ж­дён­ное со­стоя­ние, по энер­гии рас­по­ло­жен­ное на 92 кДж/моль вы­ше ос­нов­но­го. Ес­ли при воз­бу­ж­де­нии ато­ма К. два элек­тро­на за­ни­ма­ют две раз­ные π*-ор­би­та­ли и име­ют про­ти­во­по­лож­ные спи­ны, воз­ни­ка­ет вто­рое воз­бу­ж­дён­ное со­стоя­ние, энер­гия ко­то­ро­го на 155 кДж/моль боль­ше, чем ос­нов­но­го. Воз­бу­ж­де­ние со­про­во­ж­да­ет­ся уве­ли­че­ни­ем меж­атом­ных рас­стоя­ний О–О: от 120,74 пм в осн. со­стоя­нии до 121,55 пм для пер­во­го и до 122,77 пм для вто­ро­го воз­бу­ж­дён­но­го со­стоя­ния, что, в свою оче­редь, при­во­дит к ос­лаб­ле­нию свя­зи О–О и к уси­ле­нию хи­мич. ак­тив­но­сти К. Оба воз­бу­ж­дён­ных со­стоя­ния мо­ле­ку­лы О₂ иг­ра­ют важ­ную роль в ре­ак­ци­ях окис­ле­ния в га­зо­вой фа­зе.

К. – газ без цве­та, за­па­ха и вку­са; t_пл –218,3 °C, t_кип –182,9 °C, плот­ность га­зо­об­раз­но­го К. 1428,97 кг/дм³ (при 0 °C и нор­маль­ном дав­ле­нии). Жид­кий К. – блед­но-го­лу­бая жид­кость, твёр­дый К. – си­нее кри­стал­лич. ве­ще­ст­во. При 0 °C те­п­ло­про­вод­ность 24,65·10^—3 Вт/(м·К), мо­ляр­ная те­п­ло­ём­кость при по­сто­ян­ном дав­ле­нии 29,27 Дж/(моль·К), ди­элек­трич. про­ни­цае­мость га­зо­об­раз­но­го К. 1,000547, жид­ко­го 1,491. К. пло­хо рас­тво­рим в во­де (3,1% К. по объ­ё­му при 20 °C), хо­ро­шо рас­тво­рим в не­ко­то­рых фто­рор­га­нич. рас­тво­ри­те­лях, напр. пер­фтор­де­ка­ли­не (4500% К. по объ­ё­му при 0 °C). Зна­чит. ко­ли­че­ст­во К. рас­тво­ря­ют бла­го­род­ные ме­тал­лы: се­реб­ро, зо­ло­то и пла­ти­на. Рас­тво­ри­мость га­за в рас­плав­лен­ном се­реб­ре (2200% по объ­ё­му при 962 °C) рез­ко по­ни­жа­ет­ся с умень­ше­ни­ем темп-ры, по­это­му при ох­ла­ж­де­нии на воз­ду­хе рас­плав се­реб­ра «за­ки­па­ет» и раз­брыз­ги­ва­ет­ся вслед­ст­вие ин­тен­сив­но­го вы­де­ле­ния рас­тво­рён­но­го ки­сло­ро­да.

К. об­ла­да­ет вы­со­кой ре­ак­ци­он­ной спо­соб­но­стью, силь­ный окис­ли­тель: взаи­мо­дей­ст­ву­ет с боль­шин­ст­вом про­стых ве­ществ при нор­маль­ных ус­ло­ви­ях, в осн. с об­ра­зо­ва­ни­ем со­от­вет­ст­вую­щих ок­си­дов (мн. ре­ак­ции, про­те­каю­щие мед­лен­но при ком­нат­ной и бо­лее низ­ких темп-рах, при на­гре­ва­нии со­про­во­ж­да­ют­ся взры­вом и вы­де­ле­ни­ем боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ло­ты). К. взаи­мо­дей­ст­ву­ет при нор­маль­ных ус­ло­ви­ях с во­до­ро­дом (об­ра­зу­ет­ся во­да Н₂О; сме­си К. с во­до­ро­дом взры­во­опас­ны – см. Гре­му­чий газ), при на­гре­ва­нии – с се­рой (се­ры ди­ок­сид SO₂ и се­ры три­ок­сид SO₃), уг­ле­ро­дом (уг­ле­ро­да ок­сид СО, уг­ле­ро­да ди­ок­сид СО₂), фос­фо­ром (фос­фо­ра ок­си­ды), мн. ме­тал­ла­ми (ок­си­ды ме­тал­лов), осо­бен­но лег­ко со ще­лоч­ны­ми и щё­лоч­но­зе­мель­ны­ми (в осн. пе­рок­си­ды и над­пе­рок­си­ды ме­тал­лов, напр. пе­рок­сид ба­рия BaO₂, над­пе­рок­сид ка­лия KO₂). С азо­том К. взаи­мо­дей­ст­ву­ет при темп-ре вы­ше 1200 °C или при воз­дей­ст­вии элек­трич. раз­ря­да (об­ра­зу­ет­ся мо­но­ок­сид азо­та NO). Со­еди­не­ния К. с ксе­но­ном, крип­то­ном, га­ло­ге­на­ми, зо­ло­том и пла­ти­ной по­лу­ча­ют кос­вен­ным пу­тём. К. не об­ра­зу­ет хи­мич. со­еди­не­ний с ге­ли­ем, не­оном и ар­го­ном. Жид­кий К. так­же яв­ля­ет­ся силь­ным окис­ли­те­лем: про­пи­тан­ная им ва­та при под­жи­га­нии мгно­вен­но сго­ра­ет, не­ко­то­рые ле­ту­чие ор­га­нич. ве­ще­ст­ва спо­соб­ны са­мо­вос­пла­ме­нять­ся, ко­гда на­хо­дят­ся на рас­стоя­нии не­сколь­ких мет­ров от от­кры­то­го со­су­да с жид­ким ки­сло­ро­дом.

К. об­ра­зу­ет три ион­ные фор­мы, ка­ж­дая из ко­то­рых оп­ре­де­ля­ет свой­ст­ва отд. клас­са хи­мич. со­еди­не­ний: $ce{O2^-}$– су­пер­ок­си­дов (фор­маль­ная сте­пень окис­ле­ния ато­ма К. –0,5),  $ce{O2^2^-}$ – пе­рок­сид­ных со­еди­не­ний (сте­пень окис­ле­ния ато­ма К. –1, напр. во­до­ро­да пе­рок­сид Н₂О₂), О^2– – ок­си­дов (сте­пень окис­ле­ния ато­ма К. –2). По­ло­жи­тель­ные сте­пе­ни окис­ле­ния 1 и 2 К. про­яв­ля­ет во фто­ри­дах O₂F₂ и ОF₂ со­от­вет­ст­вен­но. Фто­ри­ды К. не­ус­той­чи­вы, яв­ля­ют­ся силь­ны­ми окис­ли­те­ля­ми и фто­ри­рую­щи­ми реа­ген­та­ми.

Мо­ле­ку­ляр­ный К. яв­ля­ет­ся сла­бым ли­ган­дом и при­сое­ди­ня­ет­ся к не­ко­то­рым ком­плек­сам Fe, Co, Mn, Cu. Сре­ди та­ких ком­плек­сов наи­бо­лее ва­жен же­ле­зо­пор­фи­рин, вхо­дя­щий в со­став ге­мо­гло­би­на – бел­ка, ко­то­рый осу­ще­ст­в­ля­ет пе­ре­нос К. в ор­га­низ­ме те­п­ло­кров­ных.

Скорость звука

В скорость звука в идеальном газе дается формулой Ньютона-Лапласа:

cзвук=Ksρ=(∂п∂ρ)s,{ displaystyle c _ { text {sound}} = { sqrt { frac {K_ {s}} { rho}}} = { sqrt { left ({ frac { partial P} { partial rho}} right) _ {s}}},}

где изоэнтропический Объемный модульKs=ρ(∂п∂ρ)s{ displaystyle K_ {s} = rho left ({ frac { partial P} { partial rho}} right) _ {s}}.Для изэнтропического процесса идеального газа пVγ=cопsт⇒п∝(1V)γ∝ργ{ Displaystyle PV ^ { gamma} = const Rightarrow P propto left ({ frac {1} {V}} right) ^ { gamma} propto rho ^ { gamma}}, следовательно

cзвук=(∂п∂ρ)s=γпρ=γрТM{ displaystyle c _ { text {sound}} = { sqrt { left ({ frac { partial P} { partial rho}} right) _ {s}}} = { sqrt { frac { gamma P} { rho}}} = { sqrt { frac { gamma RT} {M}}}}

Вот,

γ это индекс адиабаты (ĉ_п/ĉ_V)

s это энтропия на частицу газа.

ρ это плотность вещества газа.

п это давление газа.

р это универсальная газовая постоянная

Т это температура

M это молярная масса газа.

Теплоемкость

Безразмерный теплоемкость при постоянном объеме обычно определяется

c^V=1прТ(∂S∂Т)V=1пр(∂U∂Т)V{ displaystyle { hat {c}} _ {V} = { frac {1} {nR}} T left ({ frac { partial S} { partial T}} right) _ {V} = { frac {1} {nR}} left ({ frac { partial U} { partial T}} right) _ {V}}

где S это энтропия. Эта величина обычно является функцией температуры из-за межмолекулярных и внутримолекулярных сил, но при умеренных температурах она приблизительно постоянна. В частности, Теорема о равнораспределении предсказывает, что константа для одноатомного газа равна ĉV = 3/2 в то время как для двухатомного газа это ĉV = 5/2 если пренебречь вибрациями (что часто является отличным приближением).

Безразмерная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении составляет:

c^п=1прТ(∂S∂Т)п=1пр(∂ЧАС∂Т)п=c^V 1{ displaystyle { hat {c}} _ {P} = { frac {1} {nR}} T left ({ frac { partial S} { partial T}} right) _ {P} = { frac {1} {nR}} left ({ frac { partial H} { partial T}} right) _ {P} = { hat {c}} _ {V} 1}

где ЧАС = U PV это энтальпия газа.

Иногда проводят различие между идеальным газом, где ĉV и ĉп может меняться в зависимости от температуры, а идеальный газ, для которого это не так.

Отношение теплоемкости постоянного объема и постоянного давления равно индекс адиабаты

γ=cпcV{ displaystyle gamma = { frac {c_ {P}} {c_ {V}}}}

Для воздуха, представляющего собой смесь газов, это соотношение составляет 1,4.

Энтропия

Используя результаты термодинамика только мы можем пройти долгий путь в определении выражения для энтропия идеального газа. Это важный шаг, поскольку, согласно теории термодинамические потенциалы, если мы можем выразить энтропию как функцию U (U — термодинамический потенциал), объем V и количество частиц N, то мы будем иметь полное изложение термодинамического поведения идеального газа. Мы сможем вывести как закон идеального газа, так и выражение для внутренней энергии.

Поскольку энтропия — это точный дифференциал, с использованием Правило цепи, изменение энтропии при переходе из эталонного состояния 0 в какое-либо другое состояние с энтропией S можно записать как ΔS где:

ΔS=∫S0SdS=∫Т0Т(∂S∂Т)VdТ ∫V0V(∂S∂V)ТdV{ displaystyle Delta S = int _ {S_ {0}} ^ {S} dS = int _ {T_ {0}} ^ {T} left ({ frac { partial S} { partial T }} right) _ {V} ! dT int _ {V_ {0}} ^ {V} left ({ frac { partial S} { partial V}} right) _ {T} ! dV}

где ссылочные переменные могут быть функциями количество частицN. Используя определение теплоемкость при постоянной громкости для первого дифференциала и соответствующего Отношение Максвелла для второго имеем:

ΔS=∫Т0ТCVТdТ ∫V0V(∂п∂Т)VdV.{ displaystyle Delta S = int _ {T_ {0}} ^ {T} { frac {C_ {V}} {T}} , dT int _ {V_ {0}} ^ {V} left ({ frac { partial P} { partial T}} right) _ {V} dV.}

Выражая CV с точки зрения ĉV как описано в предыдущем разделе, дифференцируя уравнение состояния идеального газа и интегрируя, получаем:

ΔS=c^VNkпер⁡(ТТ0) Nkпер⁡(VV0){ displaystyle Delta S = { hat {c}} _ {V} Nk ln left ({ frac {T} {T_ {0}}} right) Nk ln left ({ frac {V} {V_ {0}}} right)}

откуда следует, что энтропия может быть выражена как: