Barqaror harorat uchun gazni bosing. Gaz sanoatining asosiy qonunlari. Yarim tungacha Vimoga

2. Izoxorik jarayon. V-statsionar. P va T o'zgaradi. Gaz Charlz qonuniga bo'ysunadi . Doimiy aloqa bilan bosim mutlaq haroratga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir

3. Izotermik jarayon. T-post. P va V o'zgaradi. Bunday holda, gaz Boyl-Mariotte qonuni bilan tartibga solinadi. . Doimiy haroratda berilgan massaning gazga bosimi gaz oqimiga proportsionaldir.

4. Z katta miqdor gaz jarayonlari, agar barcha parametrlar o'zgartirilsa, siz tezlashib borayotgan jarayonni ko'rishingiz mumkin gaz qonuni. Gaz massasi uchun mutlaq haroratga bo'lingan hajmdagi bosim doimiy qiymatdir.

Agar gaz parametrlari juda tez o'zgarsa, bu qonun ko'p miqdordagi gaz jarayonlari uchun turg'undir.

Haqiqiy gazlar uchun bu qonunlarning barchasi yaqin. Gazning bosimi va intensivligi oshishi tufayli o'lim ko'payadi.

Vikonannya robotlari ordeni:

1. robot qismi.

1. Shisha shlang xona haroratida suv solingan idishga tushiriladi (ilovadagi 1-rasm). Keyin sumka isitiladi (qo'lda, iliq suv bilan). Gazning bosimiga kelsak, haroratdagi gaz hajmini yozing

Visnovok:…………………..

2. Silindrsimon idishni shlang bilan millimetr bilan ulang (2-rasm). Biz metall idishni isitamiz va uni qo'shimcha ateşleyici bilan isitamiz. Doimiy gazga nisbatan, haroratga qarab gazga bosimni qanday ushlab turish kerakligini yozing.

Visnovok:…………………..

3. Silindrsimon idish, millimetrgacha qo'yilgan, uning hajmini o'zgartirib, qo'llaringiz bilan siqiladi (3-rasm). Gazning harorati doimiy ekanligini hisobga olib, gaz bosimini qanday hajmda ushlab turish kerakligini yozing.

Visnovok:……………….

4. Nasosni kameradan to'pga ulang va to'pni partiyalarda pompalang (4-rasm). Kameraga solingan havoning hajmi va harorati qanday o'zgargan?

Visnovok:…………………..

5. Idishga taxminan 2 sm 3 spirt tushiring, uni tiqin va shlang bilan yoping (5-rasm), uni inyeksiya pompasiga ulang. Mantar raqsdan chiqqunga qadar biz bir qancha maydonchalar ustida ishlayapmiz. Vilkani olib tashlaganingizdan so'ng bosim hajmi va havo harorati (va spirt bug'i) qanday o'zgaradi?

Visnovok:…………………..

Robotning bir qismi.

Gey-Lyusak qonunini bekor qilish.

1. Isitilgan shisha trubkani issiq suvdan olib tashlang va uni ochiq uchi bilan kichik suv idishiga tushiring.

2. Naychani vertikal ravishda joylashtiring.

3. Sovutish dunyosida idishdan trubkaga suv quying (6-rasm).

4. Ma'lum

Dovjina trubkasi va stovpa povitrya (oxiriga qadar)

Quvurdagi issiq havo hajmi,

Naychaning ko'ndalang kesimining maydoni.

Quvurdagi suv sovishidan oldin quvurga kirgan suvning balandligi.

Quvurdagi sovuq shamolning Dovzhina

Quvurdagi sovuq havoning hajmi.

Gey-Lyussak qonuni asosida Bizda ikki davlat bor

Abo (2) (3)

Qozondagi issiq suvning harorati

Xona harorati

Biz (3) tenglamani va shuning uchun Gey-Lyussak qonunini tekshirishimiz kerak.

5. Hisoblanadigan

6. Ma'lumki, vimirda vimirning kun oxirigacha so'nishi Dl = 0,5 sm ni oladi.

7. Biz nikohning mutlaq halokatini bilamiz

=……………………..

8. Uchrashuv natijasini yozib oling

………..…..

9. Biz T ning o'limini bilamiz, qabul qilamiz

10. Hisoblashning mutlaq yo'q qilinishini bilamiz

11. Hisoblash natijasini yozib oling

12. Belgilangan harorat nisbati oralig'i (hech bo'lmaganda tez-tez) quvurdagi shamolga qadar belgilangan harorat oralig'idan qochilsa, u holda teng (2) adolatli va quvurdagi shamol izchil bo'ladi Gay. Lusaka qonuni.

Visnovok:…………………………………………………………………………………………………………………

Vimoga xayr:

1. Nomi meta robotlar.

2. O'rnatishni o'zgartirish.

3. Kichkintoylarni qo'shimcha ravishda bo'yash va 1, 2, 3, 4 tugatish uchun konturlarni yarating.

4. Laboratoriya ishining boshqa qismlari uchun eslatmalar, eslatmalar, ko'rsatmalar yozing.

5. Laboratoriya robotining boshqa qismidan eskiz yozing.

6. Izoprotsesslarning grafiklarini (1,2,3-bo'limlar uchun) o'qlarda tuzing: ; ; .

7. Vazifalarni ochish:

1. Kislota kuchini hisoblang, chunki uning bosimi 152 kPa, molekulalarning o'rtacha kvadratik suyuqligi -545 m/s.

2. 126 kPa bosim va 295 K haroratda bir litr gaz 500 litr hajmni egallaydi. Oddiy aqllar uchun gazni biling.

3. 288 K haroratda, 5,07 MPa bosimda 40 litr hajmli silindrdagi karbonat angidridning massasini toping.

qo'shimcha

Gazlarning fizik kuchlari va gaz holati qonunlarining asosini gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasi tashkil etadi. Gaz holati qonunlarining aksariyati ideal gaz uchun olingan bo'lib, uning molekulyar kuchi nolga teng va molekulalarning o'zaro ta'siri cheksiz kichik va molekulalararo bo'shliqqa teng.

Haqiqiy gazlarning molekulalari to'g'ri chiziqli oqim energiyasidan tashqari, o'rash va qulash energiyasini o'z ichiga oladi. Xushbo'y hid qo'shiq maydonini egallaydi, shuning uchun oxirgi o'lchamlar yaqinlashadi. Haqiqiy gazlar uchun qonunlar ko'pincha ideal gazlar uchun qonunlardan farq qiladi. Bu gazlarning bosimini va ularning past haroratini oshiradi, suyuqlik omili uchun shunga o'xshash darajadagi tuzatish koeffitsientini joriy etishni ta'minlaydi.

Gazlarni yuqori bosim ostida quvur liniyalari orqali tashishda uyushiqlik koeffitsienti katta ahamiyatga ega.

Gaz chegaralarida gaz bosimi 1 MPa gacha bo'lganida, ideal gazning gaz holati qonunlari tabiiy gazning kuchi bilan bir xil darajaga etadi. Ko'proq bilan yuqori yomonlikda yoki yana past haroratlar molekulalarni egallagan suvni va ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarini himoya qilish uchun aralashmani barqarorlashtirish yoki ideal gaz uchun tuzatish koeffitsientlarini kiritish - gazning siqilish koeffitsienti.

Boyl-Marriott qonuni.

Raqamli tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, agar siz oz miqdordagi gazni olib, uni turli xil yomon narsalarga qo'llasangiz, ishlatiladigan gaz miqdori vitse hajmiga mutanosib ravishda o'zgaradi. Doimiy haroratdagi bosim va gaz hajmi o'rtasidagi bu tarkib quyidagi formula bilan ifodalanadi:

p 1 / p 2 = V 2 / V 1 yoki V 2 = p 1 V 1 / p 2

de p 1і V 1- Pochatkovning mutlaq bosimi va gaz bosimi; p2і V 2 - o'zgarishdan keyin qo'llaniladigan bosim va gaz.

Ushbu formuladan siz quyidagi matematik ifodani olishingiz mumkin:

V 2 p 2 = V 1 p 1 = const.

Keyin gaz bosimining qo'shimcha miqdori doimiy haroratda doimiy qiymat bo'ladi. Bu qonun gaz hukmronligida amalda turg'un. Bu gazning harorati o'zgarmas bo'lishi uchun bosimni va bosimni o'zgartirganda gazga bosim o'tkazishga imkon beradi. Doimiy haroratda gaz hajmi qanchalik ko'p oshsa, uning qalinligi shunchalik kamayadi.

Hajmi va qalinligi o'rtasidagi zichlik quyidagi formula bilan ifodalanadi:

V 1/V 2 = ρ 2 /ρ 1 ,

de V 1і V 2- gazni qarzga oladigan majburiyatlar; ρ 1 і ρ 2 - gazni qalinlashtiring, bu bu majburiyatlarni ko'rsatadi.

Agar gaz bilan munosabat ularning gazini sozlash bilan almashtirilsa, siz quyidagilarni olib tashlashingiz mumkin:

r 2 /r 1 = p 2 /p 1 yoki r 2 = p 2 r 1 /p 1.

Xuddi shu haroratda gazlarning kuchi gazlar joylashtirilgan bosimga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgan formulani yaratish mumkin, shunda gazning kuchi (doimiy haroratda) kattaroq bo'ladi. bosim kattaroq.

dumba. Vitse bilan gaz hajmi 760 mm Hg. Art. va 0 ° C haroratda 300 m 3 ga aylanadi. Bu gazni 1520 mm Hg uchun qanday qilib qarzga olish mumkin? Art. Va bir xil haroratda?

760 mm Hg Art. = 101329 Pa = 101,3 kPa;

1520 mm Hg Art. = 202658 Pa = 202,6 kPa.

Vazifalarni ifodalovchi qadriyatlar V, p 1, p 2 y formula, inkor qilingan, m 3:

V 2= 101, 3-300/202,6 = 150.

Gey-Lyusak qonuni.

Otsiddan keyingi davrda haroratning harorati gaz bilan puflandi va harorat haroratining harorati bilan Tobto, xuddi shu qarashning majburiyatini post-iconik ushlash paytida, nigoh to'g'ridan-to'g'ri. mutlaq haroratlarda proportsional. Matematik jihatdan doimiy bosim ostida gazning hajmi va harorati o'rtasidagi bu tarkib quyidagicha yoziladi:

V 2 / V 1 = T 2 / T 1

de V - obsyag gaz; T - mutlaq harorat.

Formula shuni ko'rsatadiki, gaz doimiy bosim ostida qizdirilishi bilanoq, uning mutlaq harorati qancha o'zgargan bo'lsa, u shunchalik o'zgaradi.

Aniqlanishicha, gaz doimiy bosim bilan 1 °C ga qizdirilganda bosim doimiy miqdorga ko'tariladi va bu kob bosimining 1/273,2 qismiga etadi. Ushbu qiymat termal kengayish koeffitsienti deb ataladi va belgilanadi. Bunga qarab, Gey-Lyussak qonunini quyidagicha shakllantirish mumkin: ma'lum massaning gazga doimiy bosim ostida qo'llanilishi haroratning chiziqli funktsiyasidir:

V t = V 0 (1 + bt yoki V t = V 0 T/273).

Charlz qonuni.

Doimiy ish paytida doimiy gaz bosimining mutlaq bosimi uning mutlaq haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Charlz qonuni quyidagi formula bilan ifodalanadi:

p 2 / p 1 = T 2 / T 1 yoki p 2 = p 1 T 2 / T 1

de p 1і p 2- mutlaq yomonlik; T 1і T 2- mutlaq gaz harorati.

Formuladan siz doimiy aloqada, qizdirilganda gazning bosimi uning mutlaq harorati oshishi bilan bir necha marta ortaydigan formulani yaratishingiz mumkin.

P izobarik jarayondagi bo'laklar barqaror bo'ladi, keyin P ga qisqartirilgandan so'ng formula o'xshaydi

V 1 / T 1 = V 2 / T 2

V 1 / V 2 = T1 / T2.

Formula Gey-Lyussak qonunining matematik ifodasidir: gazning doimiy massasi va doimiy bosimi bilan gazning bosimi uning mutlaq haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Izotermik jarayon

Doimiy haroratda sodir bo'ladigan gaz jarayoniga izotermik deyiladi. Gazdagi izotermik jarayon ingliz olimi R.Boyl va fransuz olimi E.Mario tomonidan ishlab chiqilgan. T bo'yicha qisqartirish yo'li bilan formuladan to'g'ridan-to'g'ri chiqish uchun havolalarning tugallangan usuli bilan ularni o'rnatish:

p 1 V 1 =p 2 V 2,

p 1 / p 2 = V 1 / V 2.

Formula matematik ifodadir Boyl-Mariota qonuni: doimiy gaz massasi va doimiy harorat bilan, gazning bosimi uning hajmiga proportsionaldir. Aks holda, drenajlar bo'lsa, ta'minot bosimi gazga beriladi va qiymat doimiy bo'ladi:

Gazdagi izotermik jarayonda p ga qarshi V ning grafigi giperbola bo'lib, izoterm deb ataladi. Bir va bir xil gaz massasi uchun 3 ta izotermiya tasviri mavjud, lekin har xil haroratlar uchun T. Izotermik jarayon davomida gazning qalinligi bosimga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ravishda o'zgaradi:

r 1 /r 2= p 1 /p 2

Doimiy foydalanish paytida haroratga qarab gazga bosim bosimi

Keling, sizning massangiz oziq-ovqatdan mahrum bo'lsa, gazga bosimni haroratdan qanday ushlab turishni ko'rib chiqaylik. Idishni gaz bilan yoping va uni qizdiring (4-rasm). Gaz harorati t termometr va M manometr yordamida o'lchanadi.

Birinchidan, idishni eriydigan qorga qo'ying va gazni 0 0 C, sezilarli p 0 ga bosing, keyin biz asta-sekin tashqi idishni isitamiz va gaz uchun p va t qiymatlarini yozamiz.

Ma’lum bo‘lishicha, p i t egalik qilish grafigi, bunday dalillar stendidagi qo‘ng‘iroqlar soni to‘g‘ri chiziqqa o‘xshaydi (5-rasm).

Agar siz ushbu grafikni chapga davom ettirsangiz, u butun abscissadan gazning nol bosimiga mos keladigan A nuqtaga o'tadi. 5 ta shunga o'xshash trikutniklar mavjud va siz yozishingiz mumkin:

P 0 /OA=p/Dt,

l/OA=p/(p 0 Dt).

Agar l/OA ni a orqali doimiy deb belgilasak, u holda olib tashlashimiz mumkin

a = Dp//(p 0 Dt),

Dp= a p 0 Dt.

Buning o'rniga, tavsifdagi mutanosiblik koeffitsienti o'ziga xos gaz bosimining o'zgarish darajasini ifodalaydi.

Kattalik γ, gazning doimiy massasi doimiy ta'sir qilish bilan haroratni o'zgartirish jarayonida ma'lum turdagi gazdagi gaz miqdorini tavsiflaydi, bosimning harorat koeffitsienti deyiladi. Harorat koeffitsienti 0 0 S da olingan gazning 1 0 S ga qizdirilganda qancha o'zgarishini ko'rsatadi. Biz harorat koeffitsienti birligini CI da ko'rsatamiz:

a =l NA/(l NA*l 0 C)=l 0 C -1

Bunday holda, yakuniy portlash OA 273 0 S ga teng bo'ladi. Shunday qilib, barcha kuchlanish uchun gazning bosimi nolga borishga majbur bo'lgan harorat, ammo yangisi 273 0 S ga teng bo'ladi. bosimning harorat koeffitsienti a = 1/ OA=(1/273 ) 0 C-1.

Muammolarni hal qilishda a =1/OA=(1/273) 0 -1 ga teng a ning eng yaqin qiymatlarini o'rganishni unutmang. Keyingi tadqiqotlar natijasida ahamiyati birinchi marta 1787 yilda tug'ilgan frantsuz fizigi J. Charlz tomonidan aniqlangan. huquqbuzarlik qonunini o'rnatgan holda: harorat koeffitsienti bir xil turdagi gazda yotmaydi va (1/273,15) 0 C -1 ga teng. E'tibor bering, ular faqat past quvvatga ega va kichik harorat o'zgarishini talab qiladigan gazlar uchun mos keladi; kattaroq bosim yoki past haroratlarda gazning bir turi bo'ladi. Ideal gaz Charlz qonuniga to'liq bo'ysunadi. Har qanday gaz p bosimini ma'lum t haroratda qanday o'lchashingiz mumkinligi aniq.

Formulaga D va Dt qiymatlarini almashtirib, biz olib tashlashimiz mumkin

p 1 -p 0 =ap 0 t,

p 1 = p 0 (1 + at).

a~273 0 C fragmentlari, masalani yechishda formulani quyidagicha o'zgartirish mumkin:

p 1 = p 0

Har qanday jarayondan oldin, gaz qonunini parametrlardan biri doimiy bo'lishini tushunish bilan birlashtirish kerak. Izoxorik jarayonda V doimiy ravishda yo'qoladi, V ga qisqartirilgandan keyin formula shaklni oladi

Boyl-Marriott qonunining matematik ifodasi P2/P1=V1/V2 yoki PV=const formulasidir.

Butt: past haroratlarda 3 litr hajmni egallagan gaz bosimi 93,3 kPa ga etadi. Haroratni o'zgartirmasdan gaz ta'minotini 2,8 litrga qanday o'zgartirish mumkin?

Yechim: P 2 orqali qidiruv bosimini ko'rsatib, yozishingiz mumkin
P 2/93,3 = 3/2,8. Zvidsi: P 2 = 93,3 * 3/2,8 = 100 kPa.

Gaz bosimi, bosim va harorat o'rtasidagi bosim parallel ravishda ifodalanishi mumkin, bu Boyl-Marriott va Gey-Lyussak qonunlariga amal qiladi.

de P í V - ma'lum bir haroratda bosim va gaz oqimi T, P haqida, V o - oddiy aqllar uchun bosim va gaz oqimi.

Butt: 25 ° Vt bosimda 99,3 kPa, gazning kislotaligi 152 ml hajmni egallaydi. 0°C va 101,33 kPa gaz hajmi uchun nima kerakligini bilasizmi?

Yechim: mos keladigan ma'lumotlarni yuborish, o'chirildi

Vo=RVoT/R 0 T=99.ZkPa*152ml*273K/(101.33kPa*298K)=136.5ml.

Agar gaz topilgan yuvishlar odatdagidan farq qilsa, u holda barcha asosiy parametrlarni gaz bilan bog'laydigan Mendelev-Klapeyron tenglamasi qo'llaniladi.

de R – gaz bosimi, Pa; V - gaz ta'minoti, m 3; m - gaz massasi, g; M - gazning molyar massasi, g/mol; R - universal doimiy gaz, 11 = 8,31 J / (mol * K); T – gaz harorati, Do.

MAVZU 2.2 QISMAN VICE GASIV

Tanlanganda molekulyar vag gazga o'xshash oqimlar Ko'pincha suv ustida suzuvchi yoki suv bug'lari bilan to'yingan gazga tushish mumkin. Shuning uchun gazning bosimi tufayli suv bug'ining qisman bosimi uchun tuzatish kiritish kerak.

Qisman vise (p) - bu gaz qismiga tushadigan gaz jinniligi bilan tebranadigan gazsimon viza qismiga berilgan nom.

Bunday holda, sumishdagi gazga qisman bosim uning tebranish bosimiga teng bo'lib, sumish o'z zimmasiga oladigan vazifalardan birini egallaydi.

Butt: 100 kPa ga teng bosim ostida olingan 2 litr nordon va 4 litr nordon oksidi SO 2 aralashtiriladi; sumkaning hajmi 6 litr. Sumishdagi gazlarning qisman bosimini ko'rib chiqing.

Yechish: yuvish uchun nordon aralashgandan keyin 6/2=3 marta, oltingugurt oksidi bilan - 6/4=1,5 marta oshdi. Gazlarning qisman bosimi ko'p marta o'zgargan. Otje

p(Pro 2)= 100/3=33,3 kPa, p(SO 2)=100/l,5=66,7 kPa.

Jidno qonuni qisman bosim, jinnilikning yashirin bosimi gaziv, a'zolar emas Do'stim h do'st kimyoviy o'zaro munosabatlarga ega, bu shunday sumi qisman yomonliklar gaziv, ombor sumish.

Butt: Zl 2, 4l 2 va 6 l N 2 ni aralashtiring. Aralashtirishdan oldin CO 2, Pro 2 ni bosing , N 2 96,108 va 90,6 kPa ga aylandi. Umumiy hajmi 10 litr. Sumishaning bosimini bildiring.

Ruxsat: suyuq gazlarning ma'lum qisman bosimi

p(Z 2)=96*3/10=28,8 kPa,

p(Pro 2)=108*4/10=43,2 kPa,

p(N 2)=90,6*6/l 0=54,4 kPa.

Gaz qopining yonib ketishi qisman illatlarning qadimiy yig'indisidir.

P(sumishi)=28,8kPa+43,2kPa+54,4kPa=126,4kPa.

OZIQ-OVQAT VA O'Z-O'ZI-O'ZI NAZORAT

1. Qanday aqllar gazlarni xarakterlaydi va ularni normal deb ataydi?

2. Oddiy aqllar uchun qanday qarz 1 mol gaz oladi?

3. Avogadro qonunining formulasini keltiring.

Frantsuz fizigi Charlz doimiy aloqa paytida gaz bosimini haroratga o'zgartirish muhimligini ifodalovchi qonunni ishlab chiqdi (1787).

Dalillar shuni ko'rsatadiki, gaz doimiy aloqa bilan qizdirilganda gazga bosim kuchayadi. 0 0 S da olingan gazning haroratini 1 0 C ga o zgartirish orqali uning birlik bosimi bilan o zgaruvchan skalyar kattalikka issiqlik koeffitsienti deyiladi.

Xo'sh, vitse-ning issiqlik koeffitsienti nima?

de r 0 - gaz bosimi at 0°C, p- isitishdan keyin gazga bosim t°. Bunday dalillar mavjud (13-rasm, a). A idishini 1 va 2 musluklari oqib turgan muzli suvga soling. A idishi yangi idishga solinganda, soviguncha sovib turing. 0°S, jo‘mrakni yoping 2. Toza tegirmonni idishga joylashtiring: t ° = 0 ° C, p 0 = 1 at. Issiqlikni o'zgartirmasdan, idishni issiq suvga joylashtiring. Idishdagi issiqlik qiziydi va uning bosimi harorat bilan ortadi. t° 1 = 40°C u erda turibdi p 1 = 1,15 at. Vitsening issiqlik koeffitsienti

Suyuq gazlar uchun bosimning issiqlik koeffitsientini aniqlaydigan aniqroq izlar bilan Charlz doimiy aloqada barcha gazlar bir xil issiqlik koeffitsientiga ega ekanligini aniqladi.

Vitsening issiqlik koeffitsienti formulasidan

O'zgartirilishi mumkin t° = T-273°. Todi

O'zgartirilgan o'chirilishi mumkin

Ha mayli, r = r 0 gT.

Agar T 1 haroratda gazga bosim haroratda p 1 a ni bildiradi T 2 - p 2, Bu r 1 = gr 0 T 1і r 2 = gr 0 T 2. Bosimni ko'tarib, Charlz qonuniga formulani olib tashlaymiz:

Doimiy bosim ostidagi gaz massasi uchun gazning bosimi gazning mutlaq haroratining o'zgarishiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda o'zgaradi. Bu Charlz qonunining formulasi. Doimiy aloqa paytida gazni almashtirish jarayoni deyiladi izoxorik. Charlz qonunining formulasi izoxorik gazga teng. Gazning harorati qanchalik yuqori bo'lsa, molekulalarning o'rtacha kinetik energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi va shuning uchun ularning suyuqligi yuqori bo'ladi. Shu munosabat bilan, molekulalarning tomir devorlariga ta'sir qilish soni ortadi, keyin esa o'zgarish. Shaklda. Charlz qonunining 13 b tasvirli grafigi.