Какие свойства газов отличают, свойства газов жидкостей и твердых | Дзен
Осмотритесь вокруг, нас окружает много интересных явлений в природе Можно уменьшить атмосферное давление поднятием на высоту, либо вакуумированием. Теперь посмотрим, как меняется давление некоторой массы газа в зависимости от занимаемого ею объема, если температура остается неизменной. Когда давление и температура внутри шара становятся очень высокими, начинают происходить термоядерные реакции. А вот когда мы нагреваем яйцо, происходит нечто совсем другое: оно превращается в твердое вещество.
Закон Авогадро — одинаковые объёмы любых газов при одинаковом давлении и температуре содержат одинаковое число молекул. Этот закон был открыт на основе опытов по химии итальянским учёным Амедео Авогадро в году. Закон касается слабо сжатых газов например, газов под атмосферным давлением.
В случае сильно сжатых газов считать его справедливым нельзя. Закон Авогадро означает, что давление газа при определённой температуре зависит только от числа молекул в единице объёма газа, но не зависит от того, какие это молекулы. Количество вещества, содержащее число граммов, равное его молекулярной массе, называется грамм-молекулой или молем.
Из сказанного следует, что моли разных веществ содержат одинаковое число молекул.
Число молекул в одном моле вещества, получившее название «число Авогадро», является важной физической величиной. По ГОСТ Для определения постоянной Авогадро были сделаны многочисленные и разнообразные исследования броуновского движения, явлений электролиза и др. Кинетическая теория даёт представление о макроскопических свойствах газов, рассматривая их молекулярное строение и движение молекул.
Начиная с определения импульса и кинетической энергии, можно, используя закон сохранения импульса и геометрические зависимости, связать макроскопические свойства системы температуру и давление с микроскопическими свойствами кинетической энергии одной молекулы. Кинетическая теория объясняет термодинамические явления, исходя из атомистических представлений. Теория постулирует, что тепло является следствием хаотического движения чрезвычайно большого количества микроскопических частиц атомов и молекул.
Теория объясняет, как газовая система реагирует на внешние воздействия. Например, когда газ нагревается от абсолютного нуля , при котором его классические частицы абсолютно неподвижны, скорость частиц возрастает с ростом его температуры. Это приводит к большему числу их столкновений со стенками сосуда в единицу времени за счёт более высокой скорости.
По мере роста числа столкновений возрастает их воздействие на стенки сосуда, пропорционально которому возрастает давление. Успешное объяснение газовых законов, исходя из положений кинетической теории, стало одним из факторов подтверждения атомарного строения веществ в природе.
В современной физике молекулярно-кинетическая теория рассматривается как составная часть статистической механики. Газы — очень плохие проводники, но в ионизированном состоянии газ способен проводить электрический ток [8]. Проводимость газа зависит от напряжения нелинейно, поскольку степень ионизации изменяется по сложному закону.
Основных способов ионизации газа два: термическая ионизация и ионизация электрическим разрядом. Кроме того, существует так называемый самостоятельный электрический разряд пример — молния. Термическая ионизация — придание атомам достаточной кинетической энергии для отрыва электрона от ядра и последующей ионизации вследствие повышения температуры газа и тепловое движение атомов газа, приводящее к столкновениям и превращением их в кинетическую энергию. Температуры, необходимые для ионизации газов, очень высоки например, для водорода этот показатель составляет К.
Этот тип ионизации газов распространён преимущественно в природе. При низкой температуре газ также может проводить ток, если мощность его внутреннего электрического поля превышает некоторое пороговое значение. Пороговое значение в этом случае — достижение электроном под действием электрического поля достаточной кинетической энергии, необходимой для ионизации атома. Далее электроны снова разгоняются электрическим полем для ионизации и ионизируют два атома и т.
В конечном итоге все свободные электроны достигнут позитивного электрода, позитивные ионы — негативного электрода. Данный тип ионизации распространён преимущественно в промышленности.
При нагревании катода электрическим разрядом с большой силой тока происходит его нагрев до степени термоэлектронной эмиссии электронов из него дуговой разряд. Газы имеют невысокую теплопроводность, поскольку передача энергии от молекулы к молекуле происходит за счет редких столкновений. Этим объясняются хорошие теплоизоляционные свойства шерсти и ваты, материалов, в которых большинство объёма заполнено воздухом. Но в газах действует другой механизм передачи тепла — конвекция.
Сжимаемость z — это отношение удельного объёма газа к удельному объёму идеального газа с такой же молярной массой. Теплоёмкость газа сильно зависит от характера процесса , который с ним протекает.
Теплопроводность газов — явление направленного переноса тепловой энергии за счёт столкновения частиц газа без переноса вещества. В отличие от жидкостей , кинематическая вязкость газов с ростом температуры растёт, хотя для динамической вязкости зависимость менее выражена. Также вязкость растёт с давлением.
Под уравнением состояния для газов подразумевают математическую модель, которая используется для приближённого описания или моделирования свойств газа. В настоящее время не существует единого уравнения состояния, которое бы точно прогнозировало свойства всех газов при любых условиях. Поэтому было разработано большое число точных уравнений состояния для конкретных газов в диапазоне определённых температур и давлений. Математические модели газа, наиболее часто используемые — это модели «идеального газа» и «реального газа».
Идеальный газ — это газ, в котором молекулы можно считать материальными точками, а силами притяжения и отталкивания между молекулами можно пренебречь.
В природе такого газа не существует, но близкими по свойствам к идеальному газу являются реальные разреженные газы при давлениях, не превышающих атмосфер, и не очень низких температурах, поскольку при таких условиях расстояние между молекулами намного превышает их размеры. Реальный газ — это газ, между молекулами которого действуют силы межмолекулярного взаимодействия. Опыт показал, что законы идеальных газов с высокой степенью точности справедливы для реальных газов лишь при температурах, превышающих критическую.
При повышении давления и понижении температуры ниже критической обнаруживаются значительные отклонения в поведении всех реальных газов. Вопросы - лидеры. Черчение 9 класс 1 ставка. Пожалуйста, помогите решить 1 ставка. Пожалуйста , помогите решить. Помогите определить тип организационной структуры на фото. Лидеры категории Лена-пена Искусственный Интеллект.
Искусственный Интеллект. Мы установили, как зависит давление газа от температуры, если объем остается неизменным. Теперь посмотрим, как меняется давление некоторой массы газа в зависимости от занимаемого ею объема, если температура остается неизменной. Однако, прежде чем перейти к этому вопросу, надо выяснить, как поддерживать температуру газа неизменной.
Произведем такой опыт. Затем быстро вдвинем в трубку плотно входящий поршень. Мы увидим, что внутри трубки произойдет маленький взрыв. Это явление вполне понятно. Теперь предоставим газу расширяться и производить при этом работу против сил внешнего давления.
Это можно осуществить. Ясно, что нагревание газа при сжатии и охлаждение при расширении являются выражением закона сохранения энергии.
Если мы обратимся к микромиру, то явления нагревания газа при сжатии и охлаждения при расширении станут вполне ясными. Когда молекула ударяется о неподвижную стенку и отскакивает от нее, скорость, а следовательно, и кинетическая энергия молекулы, в среднем такая же, как и до удара о стенку.
Поэтому внутренняя энергий газа при сжатии возрастает. Возвратимся к вопросу, поставленному вначале. При медленном сжатии теплота, наоборот, передается от газа к окружающим телам, и вследствие этого температура его повышается лишь ничтожно мало. Процессы, при которых температура поддерживается неизменной, называют изотермическими. Закон Бойля — Мариотта.
Мы ставим, таким образом, вопрос: как связаны между собой объем и давление при изотермическом изменении состояния газа?
Возникает вопрос: как именно увеличивается давление газа при уменьшении объема, если температура газа остается неизменной? Ответ на этот вопрос дали исследования, произведенные в XVII столетии английским физиком и химиком Робертом Бойлем — и французским физиком Эдемом Мариоттом — То есть при постоянной температуре и массе идеального газа произведение его давления и объёма постоянно.
В математической форме это утверждение записывается следующим образом. Важно уточнить, что в данном законе газ рассматривается, как идеальный. На самом деле, все газы в той или иной мере отличаются от идеального.
Чем выше молекулярная масса газа, тем больше это отличие. Вспомним, что плотностью вещества называется масса, заключенная в единице объема. Если, например, мы уменьшим объем газа в пять раз, то плотность газа увеличится в пять раз. При этом увеличится и давление газа. Этот важный результат можно считать другим и более существенным выражением закона Бойля — Мариотта.
Если плотность газа меняется, то во столько же раз меняется и число молекул в 1 см3. Таким образом, закон Бойля — Мариотта является прекрасным подтверждением наших представлений о строении газа. Однако, закон Бойля — Мариотта перестает оправдываться, если перейти к большим давлениям.
И это обстоятельство может быть прояснено, как считал еще М. Ломоносов, на основании молекулярных представлений. С одной стороны, в сильно сжатых газах размеры самих молекул являются сравнимыми с расстояниями между молекулами.
Таким образом, свободное пространство, в котором движутся молекулы, меньше, чем полный объем газа. Это обстоятельство увеличивает число ударов молекул в стенку, так как благодаря ему сокращается расстояние, которое должна пролететь молекула, чтобы достигнуть стенки. При не слишком больших давлениях. Итак, и сам закон Бойля — Мариотта и отступления от него подтверждают молекулярную теорию. Опыты Гей-Люссака и других обнаружили замечательный результат.
Как видно, коэффициент расширения газов совпадает с их термическим коэффициентом давления. Ничего удивительного, конечно, в этом нет, ибо шкала термометра Цельсия установлена условно, без всякой связи с законами расширения газа.
Ноль в этой новой шкале называют абсолютным нолём. В соответствии с этим и эту новую шкалу называют шкалой абсолютных температур.
Обычно абсолютные температуры обозначают буквой Т. Вспомним, что плотность равна массе тела, деленной на объем. Следовательно, плотность газа при неизменном давлении обратно пропорциональна абсолютной температуре.
Установим связь между давлением, объемом и температурой некоторой массы газа, если изменяются все три эти величины. Пусть, например, сначала изменился объем газа от V1 до V2, причем температура Т1 осталась без изменения. Получившееся при этом давление газа обозначим Pср. Эмиль Амага обнаружил, что при высоких давлениях поведение газов отклоняется от закона Бойля — Мариотта. И это обстоятельство может быть прояснено на основании молекулярных представлений. Это и есть объединенный закон газового состояния.
Но в природе и в технике мы очень часто имеем дело со смесью нескольких газов. Мы увидим, что манометр покажет меньшее давление, чем до удаления кислорода. Точное исследование давления смеси газов было впервые произведено английским химиком Джоном Дальтоном — в г. Давление, которое имел бы каждый из газов, составляющих смесь, если бы удалить остальные газы из объема, занимаемого смесью, называют парциальным давлением этого газа. Дальтон нашел, что давление смеси газов равно сумме парциальных давлений их закон Дальтона :.
Заметим, что к сильно сжатым газам закон Дальтона неприменим, так же как и закон Бойля — Мариотта. Плотность газа является одной из важнейших характеристик его свойств. Цена: ,60 грн Измеритель давления в шинах электронный Rema Цена: ,11 грн Наконечник подкачки шин на шланг 6 мм PT
