Bilindiği gibi doğadaki birçok madde üç agregasyon halinde bulunabilir: katı, sıvı Ve gazlı.
Maddenin çeşitli toplanma durumlarındaki özelliklerine ilişkin doktrin, maddi dünyanın atomik-moleküler yapısı hakkındaki fikirlere dayanmaktadır. Maddenin yapısının moleküler kinetik teorisi (MKT) üç ana prensibe dayanmaktadır:
- tüm maddeler aralarında boşluk bulunan küçük parçacıklardan (moleküller, atomlar, temel parçacıklar) oluşur;
- parçacıklar sürekli termal hareket halindedir;
- maddenin parçacıkları arasında etkileşim kuvvetleri vardır (çekme ve itme); bu kuvvetlerin doğası elektromanyetiktir.
Bu, bir maddenin toplanma durumunun moleküllerin göreceli konumuna, aralarındaki mesafeye, aralarındaki etkileşim kuvvetlerine ve hareketlerinin doğasına bağlı olduğu anlamına gelir.
Bir maddenin parçacıkları arasındaki etkileşim en çok katı halde belirgindir. Moleküller arasındaki mesafe yaklaşık olarak kendi boyutlarına eşittir. Bu, parçacıkların hareket etmesini pratik olarak imkansız hale getiren oldukça güçlü bir etkileşime yol açar: belirli bir denge konumu etrafında salınırlar. Şekillerini ve hacimlerini korurlar.
Sıvıların özellikleri aynı zamanda yapılarıyla da açıklanmaktadır. Sıvılardaki madde parçacıkları, katılara göre daha az yoğun etkileşime girer ve bu nedenle konumlarını aniden değiştirebilirler - sıvılar şekillerini korumazlar - akışkandırlar. Sıvılar hacmini korur.
Gaz, birbirinden bağımsız olarak her yöne rastgele hareket eden moleküllerin topluluğudur. Gazların kendilerine ait bir şekilleri yoktur, kendilerine sağlanan hacmin tamamını kaplarlar ve kolayca sıkıştırılırlar.
Maddenin başka bir hali daha var; plazma. Plazma, pozitif ve negatif yüklerin yoğunluklarının hemen hemen eşit olduğu kısmen veya tamamen iyonize bir gazdır. Yeterince güçlü bir şekilde ısıtıldığında herhangi bir madde buharlaşarak gaza dönüşür. Sıcaklığı daha da arttırırsanız, termal iyonlaşma süreci keskin bir şekilde yoğunlaşacaktır, yani gaz molekülleri kurucu atomlarına parçalanmaya başlayacak ve bunlar daha sonra iyonlara dönüşecektir.
İdeal gaz modeli. Basınç ve ortalama kinetik enerji arasındaki ilişki.
Bir maddenin gaz halindeki davranışını yöneten yasaları açıklığa kavuşturmak için, gerçek gazların idealleştirilmiş bir modeli - ideal bir gaz - dikkate alınır. Bu, molekülleri birbirleriyle uzaktan etkileşime girmeyen, ancak çarpışmalar sırasında birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla etkileşime giren maddi noktalar olarak kabul edilen bir gazdır.
İdeal gaz – Molekülleri arasındaki etkileşimin ihmal edilebilir olduğu bir gazdır. (Ek>>Ee)
İdeal gaz, doğada gözlemlediğimiz gazları anlamak için bilim adamlarının icat ettiği bir modeldir. Herhangi bir gazı tanımlayamaz. Gaz yüksek oranda sıkıştırıldığında, gaz sıvı duruma geçtiğinde uygulanamaz. Gerçek gazlar, moleküller arasındaki ortalama mesafenin boyutlarından birçok kat daha büyük olması durumunda ideal gazlar gibi davranır; yeterince büyük vakumlarda.
İdeal bir gazın özellikleri:
- moleküller arasındaki mesafe moleküllerin boyutundan çok daha büyüktür;
- gaz molekülleri çok küçüktür ve elastik toplardır;
- çekim kuvvetleri sıfıra eğilimlidir;
- Gaz molekülleri arasındaki etkileşimler yalnızca çarpışmalar sırasında meydana gelir ve çarpışmaların kesinlikle esnek olduğu kabul edilir;
- bu gazın molekülleri rastgele hareket eder;
- Moleküllerin Newton yasalarına göre hareketi.
Belirli bir gaz halindeki madde kütlesinin durumu, birbirine bağlı fiziksel miktarlarla karakterize edilir. durum parametreleri. Bunlar şunları içerir: hacimV, basınçPve sıcaklıkT.
Gaz hacmi ile gösterilir V. Hacim Gaz her zaman içinde bulunduğu kabın hacmiyle çakışır. SI hacim birimi m3.
Basınç– kuvvet oranına eşit fiziksel miktarF, alana dik bir yüzey elemanına etki edenSbu eleman.
P = F/ S SI basınç birimi paskal[Pa]
Şimdiye kadar sistemik olmayan basınç birimleri kullanıldı:
teknik atmosfer 1 = 9,81-104 Pa'da;
fiziksel atmosfer 1 atm = 1,013-105 Pa;
milimetre cıva 1 mmHg Sanat = 133 Pa;
1 atm = = 760 mmHg. Sanat. = 1013hPa.
Gaz basıncı nasıl oluşur? Bulunduğu kabın duvarına çarpan her gaz molekülü, kısa süreliğine belirli bir kuvvetle duvara etki eder. Duvara rastgele çarpmalar sonucunda, tüm moleküllerin duvarın birim alanına uyguladığı kuvvet, belirli bir (ortalama) değere göre zamanla hızla değişir.
Gaz basıncıMoleküllerin gazın bulunduğu kabın duvarlarına rastgele çarpması sonucu oluşur.
İdeal gaz modelini kullanarak şunları hesaplayabiliriz: kabın duvarındaki gaz basıncı.
Bir molekülün damar duvarı ile etkileşimi sırasında aralarında Newton'un üçüncü yasasına uyan kuvvetler ortaya çıkar. Sonuç olarak, projeksiyon υ X duvara dik olan moleküler hız işaretini tersine değiştirir ve projeksiyon υ sen duvara paralel hız değişmeden kalır.
Basıncı ölçen cihazlara denir basınç göstergeleri. Manometreler, hassas elemanının (membran) veya diğer basınç alıcısının birim alanı başına zaman ortalamalı basınç kuvvetini kaydeder.
Sıvı basınç göstergeleri:
- açık – atmosferik basıncın üzerindeki küçük basınçları ölçmek için
- kapalı - atmosferik basıncın altındaki küçük basınçları ölçmek için; küçük vakum
Metal basınç göstergesi– yüksek basınçları ölçmek için.
Ana kısmı, açık ucu B borusuna lehimlenen, içinden gazın aktığı ve kapalı ucu oka bağlanan kavisli bir A borusudur. Gaz musluktan ve B tüpünden A tüpüne girer ve onu açar. Borunun hareket eden serbest ucu, aktarma mekanizmasını ve işaretçiyi harekete geçirir. Ölçek basınç birimlerine göre derecelendirilmiştir.
İdeal bir gazın moleküler kinetik teorisinin temel denklemi.
Temel MKT denklemi: İdeal bir gazın basıncı, molekülün kütlesinin, moleküllerin konsantrasyonunun ve moleküllerin hızının ortalama karesinin çarpımı ile orantılıdır.
P= 1/3M 0· n·v 2
m 0 - bir gaz molekülünün kütlesi;
n = N/V – birim hacim başına molekül sayısı veya molekül konsantrasyonu;
v 2 - moleküllerin hareket hızının ortalama karekökü.
Moleküllerin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisi E = m 0 *v 2/2 olduğundan, temel MKT denklemini 2 ile çarparak p = 2/3 n (m 0 v 2)/2 = 2/3 elde ederiz. E n
p = 2/3 E n
Gaz basıncı, birim gaz hacminde bulunan moleküllerin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisinin 2/3'üne eşittir.
m 0 n = m 0 N/V = m/V = ρ olduğundan, burada ρ gaz yoğunluğudur; P= 1/3· ρ·v 2
Birleşik gaz kanunu.
Bir gazın durumunu açıkça karakterize eden makroskobik niceliklere denir.Gazın termodinamik parametreleri.
Bir gazın en önemli termodinamik parametrelerihacimV, basınç p ve sıcaklık T.
Gazın durumundaki herhangi bir değişikliğe denir.Termodinamik süreç.
Herhangi bir termodinamik süreçte, onun durumunu belirleyen gaz parametreleri değişir.
Sürecin başında ve sonunda belirli parametrelerin değerleri arasındaki ilişkiye denir.gaz kanunu.
Üç gaz parametresinin tümü arasındaki ilişkiyi ifade eden gaz yasasına denir.birleşik gaz kanunu
P = nkT
Oran P = nkT Bir gazın basıncının sıcaklığı ve molekül konsantrasyonuyla ilişkilendirilmesi, molekülleri birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla yalnızca elastik çarpışmalar sırasında etkileşime giren ideal bir gaz modeli için elde edildi. Bu ilişki, bir gazın - hacminin makroskopik parametreleri arasında bir bağlantı kurarak başka bir biçimde yazılabilir. V, basınç P, sıcaklık T ve madde miktarı ν. Bunu yapmak için eşitlikleri kullanmanız gerekir.
burada n moleküllerin konsantrasyonu, N toplam molekül sayısı, V gazın hacmidir
Sonra alırız veya
Sabit bir gaz kütlesinde N değişmeden kaldığından, Nk sabit bir sayıdır, yani
Sabit bir gaz kütlesinde, hacim ve basıncın çarpımının gazın mutlak sıcaklığına bölümü, bu gaz kütlesinin tüm halleri için aynı değerdir.
Bir gazın basıncı, hacmi ve sıcaklığı arasındaki ilişkiyi kuran denklem, 19. yüzyılın ortalarında Fransız fizikçi B. Clapeyron tarafından elde edildi ve sıklıkla denir. Clayperon denklemi.
Clayperon denklemi başka bir biçimde yazılabilir.
P = nkT,
bunu göz önünde bulundurarak
Burada N– kaptaki molekül sayısı, ν – madde miktarı, N A Avogadro sabitidir, M– kaptaki gazın kütlesi, M– gazın molar kütlesi. Sonuç olarak şunu elde ederiz:
Avogadro sabiti NA'nın çarpımıBoltzmann sabitik denir evrensel (molar) gaz sabiti ve harfle belirtilir R.
SI cinsinden sayısal değeri R= 8,31 J/mol K
Oran
isminde ideal gaz hal denklemi.
Aldığımız formda ilk olarak D.I. Mendeleev tarafından yazılmıştır. Bu nedenle gazın durum denklemine denir Clapeyron-Mendeleev denklemi.`
Herhangi bir gazın bir molü için bu ilişki şu şekli alır: pV=RT
Hadi kuralım molar gaz sabitinin fiziksel anlamı. E sıcaklığındaki pistonun altındaki belirli bir silindirde, hacmi V olan 1 mol gaz bulunduğunu varsayalım. Gaz izobarik olarak (sabit basınçta) 1 K kadar ısıtılırsa, piston Δh yüksekliğine yükselecektir. ve gazın hacmi ΔV kadar artacaktır.
Denklemi yazalım pV=RTısıtılmış gaz için: p (V + ΔV) = R (T + 1)
ve bu eşitlikten gazın ısınmadan önceki durumuna karşılık gelen pV=RT denklemini çıkarın. pΔV = R elde ederiz
ΔV = SΔh, burada S silindir tabanının alanıdır. Ortaya çıkan denklemde yerine koyalım:
pS = F – basınç kuvveti.
FΔh = R elde ederiz ve pistonun kuvveti ile yer değiştirmesinin çarpımı FΔh = A, gaz genleşmesi sırasında bu kuvvetin pistonu dış kuvvetlere karşı hareket ettirme işidir.
Böylece, R = A.
Evrensel (molar) gaz sabiti sayısal olarak 1 mol gazın 1 K kadar izobarik olarak ısıtıldığında yaptığı işe eşittir.
İdeal gaz, gaz parçacıklarının boyutlarının ve etkileşimlerinin ihmal edildiği ve yalnızca elastik çarpışmalarının dikkate alındığı teorik bir gaz modelidir.
İdeal gaz modeli 1847 yılında J. Herapat tarafından önerilmiştir. Bu modele dayanarak, daha önce deneysel olarak oluşturulan gaz yasaları (Boyle-Mariotte yasası, Gay-Lussac yasası, Charles yasası, Avogadro yasası) teorik olarak türetilmiştir. İdeal gaz modeli, gazların moleküler kinetik teorisinin temelini oluşturdu.
İdeal bir gazın temel yasaları şunlardır: durum denklemi Ve Avogadro yasasıİlk kez bir gazın makro özellikleri (basınç, sıcaklık, kütle) molekülün kütlesiyle ilişkilendirildi (Mendeleev-Clapeyron denklemi veya ideal bir gazın durum denklemi)
Bir gazın en basit modelinde moleküllerin çok küçük, kütleli katı toplar olduğu kabul edilir. Tek tek moleküllerin hareketi Newton'un mekanik yasalarına uyar. Elbette, seyreltilmiş gazlardaki tüm süreçler böyle bir model kullanılarak açıklanamaz ancak gaz basıncı bu model kullanılarak hesaplanabilir.
2. MKT'nin temel denklemi
§ İdeal gaz. Gaz halindeki maddenin özelliklerini açıklamak için ideal gaz modeli kullanılır. İdeal gaz modeli aşağıdakileri varsayar: moleküller kabın hacmiyle karşılaştırıldığında ihmal edilebilecek kadar küçük bir hacme sahiptir, moleküller arasında çekici kuvvetler yoktur ve moleküller birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpıştığında itici kuvvetler etki eder.
§ İdeal gaz basıncı. Moleküler kinetik teorinin ilk ve önemli başarılarından biri, bir kabın duvarlarındaki gaz basıncı olgusunun niteliksel ve niceliksel olarak açıklanmasıydı.
§ Gaz basıncının niteliksel bir açıklaması, ideal bir gazın moleküllerinin, bir kabın duvarlarıyla çarpışırken onlarla elastik cisimler olarak mekanik yasalarına göre etkileşime girmesidir. Bir molekül bir kabın duvarına çarptığında hız vektörünün eksene izdüşümü AH, duvara diktir, işaretini ters yönde değiştirir ancak büyüklüğü sabit kalır
§ Bir çarpışma sırasında molekül, Newton'un üçüncü yasasına göre, büyüklükteki kuvvete eşit ve zıt yönlü bir kuvvetle duvara etki eder.
§ Çok sayıda gaz molekülü vardır ve bunların duvara etkileri çok yüksek bir frekansla birbirini takip eder. Tek tek moleküllerin kabın duvarı ile çarpışmaları sırasında etki eden kuvvetlerin geometrik toplamının ortalama değeri, gaz basınç kuvvetidir. Gaz basıncı, basınç kuvveti modülünün duvar alanına oranına eşittir S:
§ Moleküler kinetik teorinin temel prensiplerinin kullanımına dayanarak, kütle biliniyorsa gaz basıncını hesaplamayı mümkün kılan bir denklem elde edildi M 0 gaz molekülü, moleküllerin hızının ve konsantrasyonunun karesinin ortalama değeri N moleküller:
§ Denklem denir Moleküler kinetik teorisinin temel denklemi.
İdeal bir gazın moleküllerinin öteleme hareketinin kinetik enerjisinin ortalama değerini gösteren:
3. Gaz basıncı
Basınç birim alana düşen kuvvettir.
Bir gazın basıncı, moleküllerinin kabın duvarlarına çarpmasının sonucudur.
Gaz basıncı. Mendeleev - Clayperon denklemi
Gaz basıncı. Clayperon denklemi.
Birleşik gaz yasası (m-const'ta).
Bilet No: 25
Normal durumdaki saf katılar, yapısal birimlerin neredeyse tam düzenine sahip kristallerdir: atomlar, iyonlar veya moleküller. Bileşenleri (makromoleküller veya makroiyonlar) neredeyse tamamen sırasız olan cam, reçineler, plastikler vb. gibi küçük bir amorf katı grubu bilinmektedir. Amorf katılar, çok yüksek viskoziteye sahip, aşırı soğutulmuş sıvılar olarak düşünülebilir. Düzenli bir kristal kafesleri yoktur, belirli erime noktaları yoktur, ancak geniş bir sıcaklık aralığında erirler. Bunlar izotropiktir; bu, bu tür maddelerin fiziksel özelliklerinin her yönde sabit olduğu anlamına gelir.
Amorf cisimler ve sıvılardan farklı olarak kristallerde, şekilde şematik olarak gösterildiği gibi, katı bir cismin atomlarının dizilişinde uzun menzilli bir düzen vardır. Bu durumda atomlar düzenli bir uzaysal ızgaranın (kristal kafes) düğümlerinde bulunur. A, B, C, D, E, ... uzayındaki atomların merkezlerinden geçen herhangi bir yön için, iki komşu atomun merkezleri arasındaki mesafe tüm çizgi boyunca değişmeden kalır, ancak farklı çizgiler için farklılık gösterir. Buna göre fiziksel özellikler (elastik, mekanik, termal, elektriksel, manyetik, optik vb.) genel olarak farklı yönlerde farklı olacaktır. Bir kristalin farklı yönlerdeki eşit olmayan özelliklerine anizotropi denir.
Bilet No: 26
Bir cisim üzerindeki dış mekanik etki, atomların denge konumlarından yer değiştirmesine neden olur ve cismin şekli ve hacminde bir değişikliğe, yani deformasyona yol açar. En basit deformasyon türleri çekme ve basmadır. Vinçlerin, teleferiklerin, çekme halatlarının ve müzik enstrümanlarının telleri gerilime maruz kalır. Binaların duvarları ve temelleri basınca maruz kalır. Bükülme binalarda ve köprülerde döşeme kirişlerinde yaşanır. Eğilme deformasyonu, gövdenin farklı bölgelerinde değişiklik gösteren sıkıştırma ve çekme deformasyonlarına indirgenir.
Zorlanma ve stres. Basınç ve çekme deformasyonu mutlak uzama ile karakterize edilebilir Δl, germeden önce numune uzunlukları arasındaki farka eşit ben 0 ve ondan sonra ben :
Gerilmede mutlak uzama pozitif, sıkıştırmada ise negatiftir.
Mutlak uzamanın numunenin uzunluğuna oranına denir. bağıl uzama :
Bir cisim deforme olduğunda elastik kuvvetler ortaya çıkar. Elastik kuvvet modülünün bir cismin kesit alanına oranına eşit bir fiziksel miktara denir. mekanik stres :
Mekanik stresin SI birimi paskal(Baba). .
Bir bütün olarak vücudun en basit deformasyon türleri:
§ gerilim-sıkıştırma,
§ burulma.
Çoğu pratik durumda, gözlemlenen deformasyon birkaç eş zamanlı basit deformasyonun birleşimidir. Ancak sonuçta herhangi bir deformasyon en basit iki deformasyona indirgenebilir: çekme (veya sıkıştırma) ve kesme.
Bilet No: 27
Erime, bir maddenin katı kristal durumdan sıvı duruma geçiş sürecidir. Erime, ısı emilimi ile sabit bir sıcaklıkta gerçekleşir. Sıcaklığın sabitliği, erime sırasında sağlanan tüm ısının, kristal kafes içindeki atomların (moleküllerin) düzenli uzaysal düzenlemesini bozduğu gerçeğiyle açıklanır. Bu durumda atomlar arasındaki ortalama mesafe ve dolayısıyla etkileşim kuvvetleri biraz değişir. Belirli bir kristal için erime noktası? önemli özelliği, ancak sabit bir değer değildir, ancak önemli ölçüde erimenin meydana geldiği dış basınca bağlıdır. Çoğu kristal için (su ve bazı alaşımlar hariç), erime sıcaklığı artan dış basınçla birlikte artar, çünkü atomları daha yüksek basınçta birbirinden uzaklaştırmak daha fazla termal hareket enerjisi, yani daha yüksek bir sıcaklık gerektirir.
Özgül füzyon ısısı- denge izobarik-izotermal bir süreçte kristalli bir maddenin bir birim kütlesine, onu katı (kristalin) bir durumdan sıvıya aktarmak için verilmesi gereken ısı miktarı (kristalleşme sırasında aynı miktarda ısı açığa çıkar) Maddenin).
Füzyon ısısı, birinci dereceden faz geçişi ısısının özel bir durumudur.
Spesifik füzyon ısısı (J/kg) ile molar ısı (J/mol) arasında bir ayrım yapılır.
Spesifik füzyon ısısı harfle gösterilir (Yunanca harf lambda) Spesifik füzyon ısısını hesaplamak için formül: burada spesifik füzyon ısısı, erime sırasında maddenin aldığı (veya kristalleşme sırasında salınan) ısı miktarıdır, eriyen (kristalleşen) maddenin kütlesidir.
Bilet No: 28
Termodinamik- Isı ve diğer enerji biçimlerinin ilişkilerini ve dönüşümlerini inceleyen bir fizik dalı. Isı mühendisliğinin yanı sıra ısının salınması veya emilmesiyle ilişkili fiziksel ve kimyasal dönüşümleri inceleyen kimyasal termodinamik ayrı disiplinler haline geldi.
Termodinamikte tek tek moleküllerle değil, çok sayıda parçacıktan oluşan makroskobik cisimlerle ilgileniyoruz. Bu cisimlere termodinamik sistemler denir. Termodinamikte termal olaylar, tek tek moleküller ve atomlar için geçerli olmayan makroskobik büyüklüklerle (basınç, sıcaklık, hacim vb.) tanımlanır.
Teorik fizikte, termal süreçlerin fenomenolojisini inceleyen fenomenolojik termodinamik ile birlikte, termodinamiğin mekanik gerekçesi için oluşturulmuş ve istatistiksel fiziğin ilk dallarından biri olan istatistiksel termodinamik de vardır.
.Bir cismin iç enerjisi (E veya U olarak gösterilir), molekülün moleküler etkileşimlerinin ve termal hareketlerinin enerjilerinin toplamıdır. İç enerji sistemin durumunun benzersiz bir fonksiyonudur. Bu, bir sistem kendisini belirli bir durumda bulduğunda, sistemin önceki geçmişine bakılmaksızın iç enerjisinin bu durumun doğasında olan değeri aldığı anlamına gelir. Sonuç olarak, bir durumdan diğerine geçiş sırasında iç enerjideki değişim, geçişin gerçekleştiği yola bakılmaksızın her zaman son ve başlangıç durumlarındaki değerleri arasındaki farka eşit olacaktır.
Bir cismin iç enerjisi doğrudan ölçülemez. Yalnızca iç enerjideki değişimi belirleyebilirsiniz:
§ - vücuda getirildi sıcaklık, ölçülen joule
§ - İş Bir vücut tarafından dış kuvvetlere karşı gerçekleştirilen, joule cinsinden ölçülen
Bu formül matematiksel bir ifadedir termodinamiğin birinci yasası
İçin yarı statik süreçler aşağıdaki ilişki geçerlidir:
§ - sıcaklık, ölçülen Kelvin
§ - entropi, joule/kelvin cinsinden ölçülür
§ - basınç, ölçülen paskal
§ - kimyasal potansiyel
§ - sistemdeki parçacık sayısı
Moleküller, hem öteleme hem de dönme hareketi gerçekleştiren maddi noktalardan (atomlardan) oluşan sistemler olarak düşünülebilir. Bir cismin hareketini incelerken seçilen koordinat sistemine göre konumunu bilmek gerekir. Bu amaçla bir cismin serbestlik derecesi kavramı tanıtılmıştır. Cismin uzaydaki konumunu tam olarak belirleyen bağımsız koordinatların sayısına cismin serbestlik derecesi sayısı denir.
Bir nokta düz bir çizgi boyunca hareket ettiğinde konumunu tahmin etmek için bir koordinat bilmeniz gerekir; Bir noktanın bir serbestlik derecesi vardır. Hareket noktası bir düzlem üzerindeyse konumu iki koordinatla tanımlanır; bu durumda noktanın iki serbestlik derecesi vardır. Uzayda bir noktanın konumu 3 koordinatla belirlenir. Serbestlik derecesinin sayısı genellikle i harfiyle gösterilir. Sıradan bir atomdan oluşan moleküller maddi noktalar olarak kabul edilir ve üç serbestlik derecesine (argon, helyum) sahiptir.
Bilet No: 29
| Termodinamik alanında çalışın. | |
| Termodinamikte bir cismin hareketi bir bütün olarak dikkate alınmaz ve makroskobik bir cismin parçalarının birbirine göre hareketinden bahsediyoruz. İş bittiğinde cismin hacmi değişir ama hızı sıfır kalır. Ancak hız vücut molekülleri değişir! Bu nedenle vücut ısısı değişir. Bunun nedeni, hareketli bir pistonla çarpıştığında (gaz sıkıştırması), moleküllerin kinetik enerjisinin değişmesidir - piston, mekanik enerjisinin bir kısmını verir. Geri çekilen bir pistonla çarpıştığında (genişleme), moleküllerin hızları azalır ve gaz soğur. Termodinamikte iş yapıldığında makroskobik cisimlerin durumu değişir: hacimleri ve sıcaklıkları. | |
| - pistondan çıkan gaza etki eden kuvvet. |  |
A, gazı sıkıştırmak için dış kuvvetlerin işidir. P- gaz tarafından pistona etki eden kuvvet.
A", gazın genleşme işidir. = - - Newton'un 3. yasasına göre. Bu nedenle: A = - A" = pS, burada p basınçtır, S pistonun alanıdır. Gaz genleşirse: Dh=h 2 - h 1 - piston hareketi. V1 = Sh1; V2 = Sh2 . Molar gaz sabitinin fiziksel anlamı. İdeal bir gazın 1. durumdan 2. duruma izobarik geçiş yapmasına izin verin. Her iki durumdaki basınç aynıdır, onu gösterelim.
. Herhangi bir durum için Clapeyron-Mendeleev denklemi geçerlidir, dolayısıyla şunu yazabiliriz:
A = p V = p(V 2 – V 1) = pV 2 – pV 1.
Yukarıda elde edilen bağıntıları yerine koyalım:
A = RT 2 – RT 1 = R(T 2 – T 1).
Sıcaklıktaki değişim parantez içindedir, dolayısıyla sonunda şunu elde ederiz:
Bir mol gaz varsa ve sıcaklık değişimi 1 K ise iş gazın molar sabitine eşittir.
Molar gaz sabiti sayısal olarak ideal bir gazın bir molünün 1 K kadar izobarik olarak ısıtıldığında yaptığı işe eşittir..
30 Numaralı Bilet
1.Isı transferi fiziksel aktarım süreci termal enerji daha sıcak bir gövdeden daha soğuk bir gövdeye doğrudan (temas yoluyla) veya herhangi bir malzemeden yapılmış bir ayırıcı (gövde veya çevre) bölme yoluyla. Bir sistemin fiziksel bedenleri farklı olduğunda sıcaklık sonra olur termal enerji transferi veya başlamadan önce bir vücuttan diğerine ısı transferi termodinamik denge. Kendiliğinden ısı transferi Her zaman daha sıcak bir vücuttan daha soğuk bir vücuda doğru meydana gelir, bu da bunun bir sonucudur termodinamiğin ikinci yasası
2. Toplamda üç basit (temel) ısı transferi türü vardır:
§ Isı iletkenliği
§ Konveksiyon
§ Termal radyasyon
Temel türlerin bir kombinasyonu olan çeşitli karmaşık ısı transferi türleri de vardır. Başlıcaları:
§ ısı transferi (sıvı veya gaz akışları ile bir katının yüzeyi arasındaki konvektif ısı değişimi);
§ ısı transferi (sıcak sıvıdan soğuk sıvıya, onları ayıran duvar aracılığıyla ısı değişimi);
§ konvektif-radyatif ısı transferi (radyasyon ve konveksiyon yoluyla birleşik ısı transferi);
§ termomanyetik konveksiyon
Bilet No: 35
Isı motorları.
Isı motorları sistemin iç enerjisinin bir kısmını mekanik enerjiye dönüştürür ve bu sayede mekanik iş yapar..
Bir ısı motorunun çalışması için üç gövdenin mevcut olması gerekir: bir ısıtıcı, bir çalışma sıvısı ve bir buzdolabı (Şekil 5.1).
Isı motoru çevrimsel olarak çalışır. Isıtıcıdan belli bir miktar ısı aldıktan sonra S 1çalışma sıvısı genişleyerek mekanik iş yapar A, daha sonra orijinal durumuna geri döner - ısının harcanmamış kısmı sıkıştırılırken 2. Soru buzdolabına verir.
Pirinç. 5.1.
Çevrim başına iş şuna eşittir:
A = Ç 1 – Ç 2,
ve verimlilik ısı motoru aşağıdaki formülle hesaplanır:
İlk buhar motorlarının verimliliği %10-15'i geçmedi. Yeterlik Enerji santrallerinde kullanılan modern buhar türbinlerinin oranı %25'e yakın, gaz türbinlerinde ise %50'ye ulaşıyor. İçten yanmalı motorlar verimlidir. %40–45, turbojet motorlarda ise %60–70'tir.
Isıtıcıdan alınan tüm ısıyı mekanik işe dönüştürecek bir ısı motoru yaratmak imkansızdır..
Bu alternatif bir formül termodinamiğin ikinci yasası.
İdeal bir gaz, moleküller arasındaki etkileşimlerin ihmal edildiği, seyreltilmiş bir gazın modelidir. Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri oldukça karmaşıktır. Çok kısa mesafelerde moleküller birbirine yaklaştığında aralarında büyük kuvvetler etki eder.itici kuvvetin büyüklüğü. Moleküller arasındaki büyük veya orta mesafelerde nispeten zayıf çekici kuvvetler etki eder. Moleküller arasındaki mesafeler ortalama olarak büyükse, ki bu oldukça seyrekleştirilmiş bir gazda gözlenir, o zaman etkileşim, moleküllerin yakın uçtuklarında birbirleriyle nispeten nadir çarpışmaları şeklinde kendini gösterir. İdeal bir gazda moleküllerin etkileşimi tamamen ihmal edilir.
Teori, 1957'de Alman fizikçi R. Clausis tarafından ideal gaz adı verilen gerçek bir gaz modeli için oluşturuldu. Modelin ana özellikleri:
- · moleküller arasındaki mesafeler boyutlarına göre büyüktür;
- · uzaktaki moleküller arasında etkileşim yoktur;
- · Moleküller çarpıştığında büyük itici kuvvetler etki eder;
- · çarpışma süresi, çarpışmalar arasındaki serbest hareket süresinden çok daha azdır;
- · Hareketler Newton kanunlarına uyar;
- · moleküller - elastik toplar;
- · İleçarpışma sırasında etkileşim kuvvetleri meydana gelir.
İdeal gaz modelinin uygulanabilirliğinin sınırları, ele alınan probleme bağlıdır. Basınç, hacim ve sıcaklık arasında bir ilişki kurmak gerekiyorsa, gazın birkaç on atmosferlik basınca kadar iyi bir doğrulukla ideal olduğu düşünülebilir. Buharlaşma veya yoğunlaşma gibi bir faz geçişi araştırılıyorsa veya bir gazda denge kurma süreci düşünülüyorsa, birkaç milimetrelik cıva basınçlarında bile ideal gaz modeli kullanılamaz.
Bir kabın duvarındaki gaz basıncı, moleküllerin duvar üzerindeki kaotik etkilerinin bir sonucudur; bu darbelerin etkisi, yüksek frekansları nedeniyle, duyularımız veya cihazlarımız tarafından kabın duvarına etki eden sürekli bir kuvvet olarak algılanır. ve baskı yaratıyor.
Bir molekülün dikdörtgen paralel yüzlü bir kapta olmasına izin verin (Şekil 1). Örneğin bu molekülün damarın sağ duvarına, X eksenine dik olan etkilerini ele alalım. Molekülün duvarlara olan etkilerinin mutlak elastik olduğunu, dolayısıyla molekülün yansıma açısını ele alalım. Duvarın gelme açısı eşittir ve çarpma sonucunda hızın büyüklüğü değişmez. Bizim durumumuzda çarpma anında molekülün hızının eksene izdüşümü sen değişmez ve hızın eksene izdüşümü X işareti değiştirir. Bu nedenle, darbenin izdüşümü darbe üzerine eşit bir miktarda değişir, "-" işareti son hız izdüşümünün negatif olduğu ve başlangıç hızı izdüşümünün pozitif olduğu anlamına gelir.
Bir molekülün belirli bir duvara 1 saniyede çarpma sayısını belirleyelim. Hız projeksiyonunun büyüklüğü herhangi bir duvara çarptığında değişmez; bir molekülün eksen boyunca hareketi diyebiliriz Xüniforma. 1 saniyede, hızın projeksiyonuna eşit bir mesafe uçar. Çarpmadan aynı duvardaki bir sonraki darbeye kadar molekül, X ekseni boyunca kabın uzunluğunun iki katına eşit bir mesafe boyunca uçar 2
L. Dolayısıyla molekülün seçilen duvara çarpma sayısı eşittir. Newton'un 2. yasasına göre ortalama kuvvet, cismin birim zamandaki momentum değişimine eşittir. Duvara yapılan her darbede parçacık momentumunu belirli bir miktarda değiştirirse ve birim zamandaki darbe sayısı eşitse, o zaman duvardan moleküle etki eden ortalama kuvvet (büyüklük olarak cisme etki eden kuvvete eşittir) Molekülden gelen duvar) eşittir ve molekülün ortalama basıncı duvara eşittir 
, Nerede V– kabın hacmi.
Eğer tüm moleküller aynı hıza sahip olsaydı, toplam basınç basitçe bu değerin parçacık sayısıyla çarpılmasıyla elde edilirdi. N yani . Ancak gaz moleküllerinin hızları farklı olduğundan bu formül hızın karesinin ortalama değerini içerecek, o zaman formül şu şekli alacaktır: .
Hız modülünün karesi, projeksiyonlarının karelerinin toplamına eşittir, bu aynı zamanda ortalama değerleri için de geçerlidir: 
. Termal hareketin kaotik doğasından dolayı hız projeksiyonlarının tüm karelerinin ortalama değerleri aynıdır çünkü Moleküllerin herhangi bir yönde tercihli hareketi yoktur. Bu nedenle gaz basıncı formülü şu şekli alacaktır: . Molekülün kinetik enerjisini dahil edersek molekülün ortalama kinetik enerjisinin nerede olduğunu elde ederiz.
Boltzmann'a göre bir molekülün ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla orantılıdır ve bu durumda ideal bir gazın basıncı şuna eşit olur:
Parçacık konsantrasyonunu girerseniz formül şu şekilde yeniden yazılacaktır:
Parçacıkların sayısı, mol sayısı ile bir moldeki parçacık sayısının Avogadro sayısına eşit ve çarpımı olarak temsil edilebilir. O zaman (1) şu şekilde yazılacaktır:
Belirli gaz yasalarını ele alalım. Sabit sıcaklık ve kütlede (4)'ten şu sonuç çıkar: Sabit sıcaklıkta ve sabit bir gaz kütlesinde, basıncı hacmiyle ters orantılıdır. Bu yasaya Boyle ve Mariotte yasası, sıcaklığın sabit olduğu sürece ise izotermal denir.
Sabit basınçta meydana gelen izobarik bir işlem için (4)'ten şu sonuç çıkar: hacim mutlak sıcaklıkla orantılıdır. Bu yasaya Gay-Lussac yasası denir.
Sabit bir hacimde meydana gelen izokorik bir süreç için (4)'ten şu sonuç çıkar: Basınç mutlak sıcaklıkla orantılıdır. Bu yasaya Charles yasası denir.
Dolayısıyla bu üç gaz kanunu ideal gaz durum denkleminin özel durumlarıdır. Tarihsel olarak, ilk olarak deneysel olarak keşfedilmişler ve ancak çok daha sonra moleküler kavramlara dayalı olarak teorik olarak elde edilmişlerdir.
İdeal gaz(ideal gaz) – moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri ihmal edilebilecek bir gaz. Veya: denge durumu Clapeyron denklemiyle tanımlanan, moleküller arası etkileşim kuvvetlerinin olmadığı ve moleküllerin hacminin sıfır olduğu bir gaz.
İdeal gaz- moleküler kinetik teori çerçevesinde aşağıdakilerin varsayıldığı bir gazın matematiksel modeli: 1) gazı oluşturan parçacıkların etkileşiminin potansiyel enerjisi, kinetik enerjilerine kıyasla ihmal edilebilir; 2) gaz parçacıklarının toplam hacmi ihmal edilebilir düzeydedir; 3) parçacıklar arasında çekme veya itme kuvveti yoktur, parçacıkların birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpışmaları kesinlikle elastiktir; 4) Parçacıklar arasındaki etkileşim süresi, çarpışmalar arasındaki ortalama süreye kıyasla ihmal edilebilir düzeydedir. İdeal bir gazın genişletilmiş modelinde, içerdiği parçacıklar elastik küreler veya elipsoidler biçimindedir; bu, yalnızca öteleme değil, aynı zamanda dönme-salınım hareketinin enerjisini de hesaba katmayı mümkün kılar. parçacıkların yalnızca merkezi değil aynı zamanda merkezi olmayan çarpışmaları. Termodinamikte ideal bir gaz, Clapeyron-Mendeleev termal durum denklemine uyan gazdır.
Model, gaz termodinamiği ve aerogazdinamiği problemlerini çözmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin atmosferik basınçtaki ve oda sıcaklığındaki hava bu modelle büyük bir doğrulukla tanımlanmaktadır. Aşırı sıcaklık veya basınç durumunda, moleküller arasındaki çekimi hesaba katan van der Waals gaz modeli gibi daha doğru bir modele ihtiyaç vardır.
Klasik ideal gaz (özellikleri klasik mekanik yasalarından türetilir ve Boltzmann istatistikleriyle tanımlanır) ve kuantum ideal gaz (özellikler kuantum mekaniği yasalarıyla belirlenir ve Fermi-Dirac veya Bose-Einstein istatistikleriyle tanımlanır) vardır.
Atmosfer basıncının varlığı 17. yüzyılda yapılan bir dizi deneyle kanıtlandı. Hipotezin ilk kanıtlarından biri Alman mühendis Guericke tarafından tasarlanan Magdeburg yarım küreleriydi. Yarım kürelerin oluşturduğu küreden hava pompalandı, ardından dış hava basıncı nedeniyle bunları ayırmak zorlaştı. Atmosfer basıncının doğası üzerine yapılan çalışmanın bir parçası olarak başka bir deney Robert Boyle tarafından gerçekleştirildi. Bu, kavisli bir cam tüpü kısa uçtan lehimlerseniz ve uzun dirseğe sürekli olarak cıva eklerseniz, tüpteki hava sıkıştırılarak dengeleneceği için kısa dirseğin tepesine çıkmayacağı gerçeğinden oluşuyordu. cıvanın onun üzerindeki baskısı. 1662'ye gelindiğinde bu deneyler Boyle-Mariotte yasasının formüle edilmesine yol açtı.
1802'de Gay-Lussac hacimler yasasını ilk kez açık basında yayınladı (Rus dili literatüründe Gay-Lussac yasası olarak anılır), ancak Gay-Lussac, keşfin Jacques Charles tarafından 1802'ye kadar uzanan yayınlanmamış bir çalışmada yapıldığına inanıyordu. 1787. Bunlardan bağımsız olarak yasa, 1801 yılında İngiliz fizikçi John Dalton tarafından keşfedildi. Ayrıca kanun 17. yüzyılın sonlarında Fransız Guillaume Amonton tarafından niteliksel olarak anlatılmıştır. Daha sonra deneylerini geliştirdi ve sıcaklık 0'dan 100 °C'ye değiştiğinde hava hacminin doğrusal olarak 0,375 arttığını buldu. Diğer gazlarla da benzer deneyler yapan Gay-Lussac, farklı gazların ısıtıldığında farklı şekillerde genleştiği yönünde genel kabul gören görüşe rağmen bu sayının tüm gazlar için aynı olduğunu buldu.
1834 yılında Clapeyron bu yasaların birleşiminden ideal gaz denklemini oluşturmayı başardı. Moleküler kinetik teorisini halihazırda kullanan aynı yasa, 1856'da August Kroenig ve 1857'de Rudolf Clausius tarafından formüle edildi.
Moleküler kinetik kavramlara dayalı ideal bir gazın özellikleri, aşağıdaki varsayımların yapıldığı ideal bir gazın fiziksel modeline göre belirlenir:
Bu durumda gaz parçacıkları birbirinden bağımsız olarak hareket eder, duvardaki gaz basıncı, parçacıkların birim zamanda duvarla çarpışması sırasında aktarılan toplam momentuma eşittir ve iç enerji, gazın enerjilerinin toplamıdır. gaz parçacıkları.
Eşdeğer bir formülasyona göre ideal bir gaz, aynı anda Boyle-Mariotte ve Gay-Lussac kanunlarına uyan bir gazdır, yani:
,basınç nerede ve mutlak sıcaklıktır. İdeal bir gazın özellikleri Clapeyron-Mendeleev denklemiyle tanımlanır:
, evrensel gaz sabiti nerede, kütle, molar kütle,
,parçacık konsantrasyonu nerede ve Boltzmann sabiti.
Ayrıntılar Kategori: Moleküler kinetik teori Yayınlandı 05.11.2014 07:28 Görüntüleme: 12962Gaz, bir maddenin bulunabileceği dört toplanma durumundan biridir.
Gazı oluşturan parçacıklar çok hareketlidir. Neredeyse serbestçe ve kaotik bir şekilde hareket ediyorlar, bilardo topları gibi periyodik olarak birbirleriyle çarpışıyorlar. Böyle bir çarpışmaya denir elastik çarpışma . Bir çarpışma sırasında hareketlerinin doğasını önemli ölçüde değiştirirler.
Gaz halindeki maddelerde moleküller, atomlar ve iyonlar arasındaki mesafe boyutlarından çok daha büyük olduğundan, bu parçacıklar birbirleriyle çok zayıf etkileşime girer ve potansiyel etkileşim enerjileri kinetik enerjiye göre çok küçüktür.
Gerçek bir gazdaki moleküller arasındaki bağlantılar karmaşıktır. Bu nedenle sıcaklığının, basıncının, hacminin moleküllerin özelliklerine, miktarlarına ve hareket hızlarına bağımlılığını tanımlamak da oldukça zordur. Ancak gerçek gaz yerine matematiksel modelini dikkate alırsak görev büyük ölçüde basitleşir - ideal gaz .
İdeal gaz modelinde moleküller arasında çekici veya itici kuvvetlerin olmadığı varsayılmaktadır. Hepsi birbirinden bağımsız hareket ediyor. Ve klasik Newton mekaniğinin yasaları bunların her birine uygulanabilir. Ve birbirleriyle yalnızca elastik çarpışmalar sırasında etkileşime girerler. Çarpışmanın süresi, çarpışmalar arasındaki süreye kıyasla çok kısadır.
Klasik ideal gaz
İdeal bir gazın moleküllerini, büyük bir küpün içinde birbirinden çok uzakta bulunan küçük toplar olarak hayal etmeye çalışalım. Bu mesafeden dolayı birbirleriyle etkileşime giremezler. Bu nedenle potansiyel enerjileri sıfırdır. Ancak bu toplar büyük bir hızla hareket ediyor. Bu onların kinetik enerjiye sahip olduğu anlamına gelir. Birbirleriyle ve küpün duvarlarıyla çarpıştıklarında top gibi davranırlar, yani elastik olarak sekerler. Aynı zamanda hareketlerinin yönünü değiştirirler ancak hızlarını değiştirmezler. İdeal bir gazdaki moleküllerin hareketi kabaca buna benzer.
- İdeal bir gazın molekülleri arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisi o kadar küçüktür ki kinetik enerjiyle karşılaştırıldığında ihmal edilir.
- İdeal bir gazdaki moleküller de o kadar küçüktür ki, maddi noktalar olarak kabul edilebilirler. Bu da şu anlama geliyor: toplam hacim gazın bulunduğu kabın hacmiyle karşılaştırıldığında da ihmal edilebilir düzeydedir. Ve bu hacim de ihmal ediliyor.
- Moleküllerin çarpışmaları arasındaki ortalama süre, çarpışma sırasındaki etkileşim süresinden çok daha fazladır. Bu nedenle etkileşim süresi de ihmal edilmektedir.
Gaz her zaman bulunduğu kabın şeklini alır. Hareketli parçacıklar birbirleriyle ve kabın duvarlarıyla çarpışır. Çarpma sırasında her molekül çok kısa bir süre boyunca duvara bir miktar kuvvet uygular. Bu şekilde ortaya çıkıyor basınç . Toplam gaz basıncı tüm moleküllerin basınçlarının toplamıdır.
İdeal gaz hal denklemi
İdeal bir gazın durumu üç parametreyle karakterize edilir: basınç, hacim Gaz genleşirse: Dh=h 2 - h 1 - piston hareketi. V1 = Sh1; V2 = Sh2 . sıcaklık. Aralarındaki ilişki denklemle açıklanmaktadır:
Nerede R - basınç,
V M - molar hacim,
R - evrensel gaz sabiti,
T - mutlak sıcaklık (Kelvin derece).
Çünkü V M = V / N , Nerede V - hacim, N - madde miktarı ve n= m/m , O
Nerede M - gaz kütlesi, M - molar kütle. Bu denklem denir Mendeleev-Clayperon denklemi .
Sabit kütlede denklem şöyle olur:
Bu denklem denir birleşik gaz kanunu .
Mendeleev-Cliperon yasasını kullanarak gaz parametrelerinden biri, diğer ikisi biliniyorsa belirlenebilir.
izoprosesler
Birleşik gaz yasası denklemini kullanarak, bir gazın kütlesinin ve en önemli parametrelerden birinin (basınç, sıcaklık veya hacim) sabit kaldığı süreçleri incelemek mümkündür. Fizikte bu tür süreçlere denir izoprosesler .
İtibaren Birleşik gaz yasası diğer önemli gaz yasalarına yol açar: Boyle-Mariotte yasası, Gay-Lussac yasası, Charles yasası veya Gay-Lussac'ın ikinci yasası.
İzotermal süreç
Basıncın veya hacmin değiştiği ancak sıcaklığın sabit kaldığı sürece denir. izotermal süreç .
İzotermal bir süreçte T = sabit, m = sabit .
Bir gazın izotermal süreçteki davranışı şu şekilde tanımlanır: Boyle-Mariotte yasası . Bu yasa deneysel olarak keşfedildi İngiliz fizikçi Robert Boyle 1662'de ve Fransız fizikçi Edme Mariotte 1679'da. Üstelik bunu birbirlerinden bağımsız olarak yaptılar. Boyle-Marriott yasası şu şekilde formüle edilmiştir: Sabit sıcaklıktaki ideal bir gazda, gaz basıncı ile hacminin çarpımı da sabittir..
Boyle-Marriott denklemi birleşik gaz kanunundan türetilebilir. Formülde yerine koyma T = sabit , aldık
P · V = yapı
işte bu Boyle-Mariotte yasası . Formülden açıkça görülüyor ki Sabit sıcaklıktaki bir gazın basıncı hacmiyle ters orantılıdır. Basınç ne kadar yüksek olursa hacim o kadar düşük olur ve bunun tersi de geçerlidir.
Bu fenomen nasıl açıklanır? Bir gazın hacmi arttıkça basıncı neden azalır?
Gazın sıcaklığı değişmediğinden moleküllerin kabın duvarlarıyla çarpışma sıklığı değişmez. Hacim artarsa moleküllerin konsantrasyonu azalır. Sonuç olarak, birim alan başına, birim zamanda duvarlara çarpan daha az molekül olacaktır. Basınç düşer. Hacim azaldıkça çarpışma sayısı artar. Buna bağlı olarak basınç da artar.
Grafiksel olarak, bir eğri düzleminde izotermal bir süreç görüntülenir. izoterm . Onun bir şekli var abartılar.
Her sıcaklık değerinin kendine ait bir izotermi vardır. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa karşılık gelen izoterm de o kadar yüksek olur.
İzobarik süreç
Sabit basınçta bir gazın sıcaklığını ve hacmini değiştirme işlemlerine denir. izobarik . Bu işlem için m = sabit, P = sabit.
Bir gazın hacminin sabit basınçtaki sıcaklığına bağımlılığı da belirlendi deneysel olarak Fransız kimyager ve fizikçi Joseph Louis Gay-Lussac 1802'de yayınlayan kişi. Bu yüzden buna denir Gay-Lussac yasası : " PR ve sabit basınçta, sabit bir gaz kütlesinin hacminin mutlak sıcaklığına oranı sabit bir değerdir."
Şu tarihte: P = yapı birleşik gaz yasasının denklemi şuna dönüşür: Gay-Lussac denklemi .
İzobarik prosesin bir örneği, içinde pistonun hareket ettiği bir silindirin içinde bulunan bir gazdır. Sıcaklık arttıkça moleküllerin duvarlara çarpma sıklığı artar. Basınç artar ve piston yükselir. Sonuç olarak silindirdeki gazın kapladığı hacim artar.
Grafiksel olarak izobarik bir süreç düz bir çizgiyle temsil edilir. izobar .
Gazdaki basınç ne kadar yüksek olursa, karşılık gelen izobar grafikte o kadar düşük olur.
İzokorik süreç
izokorik, veya izokorik, sabit hacimde ideal bir gazın basıncını ve sıcaklığını değiştirme işlemidir.
İzokorik bir süreç için m = sabit, V = sabit.
Böyle bir süreci hayal etmek çok basit. Sabit hacimli bir kapta meydana gelir. Örneğin, bir silindirde, içinde hareket etmeyen ancak sağlam bir şekilde sabitlenmiş bir piston vardır.
İzokorik süreç anlatılıyor Charles'ın yasası : « Sabit hacimde belirli bir gaz kütlesi için basıncı sıcaklıkla orantılıdır" Fransız mucit ve bilim adamı Jacques Alexandre César Charles, bu ilişkiyi 1787'de deneylerle kurdu. 1802'de Gay-Lussac bunu geliştirdi. Bu nedenle bu yasaya bazen denir Gay-Lussac'ın ikinci yasası.
Şu tarihte: V = yapı birleşik gaz yasasının denkleminden denklemi elde ederiz Charles'ın yasası veya Gay-Lussac'ın ikinci yasası .
Sabit hacimde bir gazın sıcaklığı artarsa basıncı da artar. .
Grafiklerde izokorik bir süreç, adı verilen bir çizgiyle temsil edilir. izokor .
Gazın kapladığı hacim ne kadar büyük olursa, bu hacme karşılık gelen izokor da o kadar düşük olur.
Gerçekte hiçbir gaz parametresi değiştirilmeden muhafaza edilemez. Bu ancak laboratuvar koşullarında yapılabilir.
Elbette doğada ideal bir gaz yoktur. Ancak çok düşük sıcaklıklarda ve 200 atmosferden yüksek olmayan basınçlarda gerçek seyreltilmiş gazlarda, moleküller arasındaki mesafe, boyutlarından çok daha fazladır. Bu nedenle özellikleri ideal bir gazın özelliklerine yakındır.