Урок 157. Изопроцессы и их графики. Частные газовые законы

• Уравнение состояния идеального газа связывает давление, объем и температуру.  

• В условиях теплового равновесия это уравнение называется уравнением Клапейрона-Менделеева.  

• Сегодняшняя тема: изопроцессы и их графики.  

• Изопроцессы - это процессы, в которых одна из характеристик состояния остается неизменной.  

• Существуют три типа изопроцессов: изотермический, изобарический и изохорический.  

• Изотермический процесс происходит при постоянной температуре.  

• Для реализации изотермического процесса используется термостат, например, сосуд с водой.  

• Давление и объем меняются, но температура остается постоянной.  

• При постоянной температуре произведение давления и объема газа остается постоянным.  

• Это выражение называется законом Бойля-Мариотта.  

• График зависимости давления от объема при постоянной температуре называется изотермой.  

• Изобарный процесс происходит при постоянном давлении.  

• Для реализации изобарного процесса используется тяжелый поршень, который создает постоянное давление.  

• Давление остается постоянным, а температура и объем меняются.  

• Давление и температура переносятся в знаменатель.  

• Объем делится на температуру, что дает константу.  

• Закон Гей-Люссака: отношение объема к температуре постоянно при постоянном давлении.  

• Объем пропорционален температуре.  

• График зависимости объема от температуры показывает прямую линию.  

• При низких температурах газ не ведет себя как идеальный газ.  

• Изобара — линия постоянного давления.  

• При изменении давления наклон изобары меняется.  

• Закон Гей-Люссака: отношение объема к температуре постоянно при постоянном давлении.  

• Изохорный процесс — объем остается постоянным.  

• Давление меняется при изменении температуры.  

• Закон Шарля: отношение давления к температуре постоянно при постоянном объеме.  

• Давление пропорционально абсолютной температуре.  

• График показывает прямую линию, проходящую через начало координат.  

• При увеличении объема давление уменьшается.  

• Универсальный газовый закон: отношение давления к объему к температуре постоянно.  

• При постоянном давлении получаем закон Бойля-Мариотта.  

• При постоянном объеме получаем закон Шарля.  

• Закон Гей-Люссака и закон Шарля являются частными случаями универсального газового закона.  

• Универсальный газовый закон, в свою очередь, является частным случаем уравнения Клапейрона-Менделеева.  

• Эти законы применимы, когда масса газа и его химический состав остаются неизменными.  

• В старой программе физики изучали зависимость давления газа от температуры при постоянном объеме.  

• Закон Шарля был получен экспериментально и затем объединен в универсальный газовый закон.  

• В новой программе подход изменился: сначала изучается молекулярно-кинетическая теория, а затем выводятся газовые законы.  

• Все вещества состоят из молекул, которые движутся, но взаимодействие молекул не учитывается.  

• Основное уравнение молекулярно-кинетической теории связывает давление и температуру.  

• Закон Клапейрона-Менделеева объединяет эти понятия, основываясь на ударах молекул о стенки сосуда и их кинетической энергии.  

• Теория и практика совпадают, что подтверждает правильность подхода.