2-Laboratoriya Идеал газ. Идеал газ қонунлари

2-Laboratoriya
Идеал газ. Идеал газ қонунлари

XVII – XIX асрларда атмосфера босимига яқин босимларда газлар ўзини қандай тутишини текширган тадқиқотчилар эмперик йўл билан бир қанча муъим қонуниятларни очдилар.

Бойлp–Мариотт қонуни: ўзгармас температурада газнинг берилган массаси учун абсолют босимнинг ҳажмга кўпайтмаси ўзгармас катталикдир.
р =cоnst (1.4).
Шарлp қонуни: ҳажм ва масса ўзгармас бўлганда газ босими абсолют температураларнинг ўзгаришига тўғри пропорционал равишда ўзгаради.

(1.5)
Бу боьланишни қуйидаги кўринишда ифодалаш мумкин:
р=р₀(1+t) (1.6)
Бу ерда р₀ - газнинг 0С температурадаги босими,  - газнинг ҳажмий кенгайишининг температуравий коэффициенти. Босим етарлича кичик бўлганда, турли газлар бир хил ҳажмий кенгайиш температуравий коэффициентига эга бўлади. Бу коэффициент тахминан =1/273=0,003661С^-1 га тенг.
Гей -Люссак қонуни: босим ва масса ўзгармас бўлганда газ хажми абсолют температураларнинг ўзгаришига тўғри пропорционал равишда ўзгаради:
(1.7)
ёки V=V₀ (1+t) (1.8)
бу ерда V₀ ва V – газнинг тегишлича 0 ва tС температуралардаги хажми.
Бу қонунлардан фойдаланиб, идеал газнинг ҳолат тенгламасини чиқариш мумкин:
Массаси 1 кг га тенг бўлган бирор газ р_{1 1} ва Т₁ билан тавсифланадиган ҳолатдан р₂, ₂ ва Т₂ билан тавсифланадиган бошқа ҳолатга ўтади деб фараз қилайлик. Бу ўзгариш дастлаб оралиқ ҳажм ¹ гача ўзгармас температура Т₁ да, сўнгра эса охирги ҳажм ₂ гача ўзгармас босим р₂ содир бўлсин.
Бойлp – Мариотт қонунига кўра Т=cоnst бўлганда:

Гей –Люссак қонунига кўра р=cоnst бўлганда

Топилган ифодаларни ¹ учун таққосласак, қуйидагини оламиз:

Бу тенгламани ўзгартириб шундай ёзиш мумкин:
(1.9)
яъни газнинг абсолют босими билан ҳажми кўпайтмасининг абсолют температурага нисбати ўзгармайди. 1 кг газ учун бу ўзгармас катталик газ доимийси дейилади ва R ҳарфи билан белгиланади.
(1.10)
Бу тенглама идеал газнинг ҳолат тенгламаси дейилади. Бу тенглама кўпинча уни таклиф этган олимнинг номи билан Клапейрон тенгламаси дейилади.
Газ доимийсининг ўлчамлиги қуйидагича бўлади.

Бинобарин, газ доимийси R, 1 кг газнинг 1 га иситилганда бажарган кенгайиш солиштирма ишидир. m кг газ учун ҳолат тенгламаси қуйидагича:

рV=mRT (1.11)


1 молp газ учун ҳолат тенгламаси.

Газ ҳолати тенгламасининг учинчи шакли бир молp учун ёзилади. Шуни эслатиб ўтамизки, газнинг молекуляр оьирлигига сон жихатдан тенг бўлган килограммлар миқдори молp, бошқача айтганда килограмм-молекула дейилади ёки киломолp деб айтилади. Масалан кислород (О₂) киломоли 32 кг га, карбонат ангидрид (СО₂) киломоли 44 кг га тенг ва ъоказо.

Авагадро қонунига кўра бир хил температура ва босимдаги турли газларнинг тенг ҳажмларида молекулалар сони бир хил бўлади.
Бу таърифга асосланиб, бир хил температура ва босимларда олинган турли газ молларининг ҳажми ўзаро тенг деб хулоса чиқариш мумкин. Агар –газнинг солиштирма ҳажми, –газнинг молекуляр массаси бўлса, у ҳолда моляр ҳажми  га тенг. Идеал газлар учун:
 =cоnst (1.12)
Авагадро сони (N) экспериментал йўл билан аниқланган N= 6,02211910²⁶ кмолp^-1.
Нормал шароитларда (р=760мм сим. уст. ва t=0С)
(1.13)
(1.14)
Солиштирма ҳажм қийматини (1.13) тенгламадан олиб (1.14) тенгламага қўйганимиздан сўнг қуйидагига эга бўламиз:
(1.15)


(1.16)
(1.17)
(1.18)

(1.18) тенглама битта киломолp учун идеал газнинг ҳолат тенгламаси деб айтилади.

универсал газ константаси деб айтилади. (1.18) тенглама Клапейрон – Менделеев тенгламаси дейилади.