Question

Как качественно объяснить газовые законы на основе молекулярно-кинетической теории

Answer 1

Молекулярно-кинетическая теория строения вещества и газовые законыТела могут находиться в различных агрегатных состояниях: газообразном, жидком, твердом, в виде плазмы.Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества:1. Молекулярное строение веществ подтверждено существованием процессов диффузии, растворения, броуновского движения и т.д.2. Молекулы находятся на определенных расстояниях друг от друга, что доказывается возможностью сжатия, причем размеры молекул газа малы по сравнению с расстоянием между ними. При отсутствии внешних сил молекулы газа равномерно заполняют весь объем.3. Молекулы находятся в непрерывном хаотичном движении.4. Молекулы связаны между собой силами межмолекулярного взаимодействия – притяжения и отталкивания. Силы отталкивания на малых расстояниях превосходят силы притяжения, но убывают с увеличением расстояния между молекулами. А с некоторого расстояния r0 (радиус молекулярного действия) ими можно пренебречь. При отсутствии внешних воздействий молекулы находятся в устойчивом состоянии на расстоянии, равном 2r0.. Данные силы имеют электромагнитную природу.5. В любом, даже самом малом объеме газа, число молекул велико.6. Внутреннюю энергию молекулярной системы составляет сумма кинетической энергии движения молекул, потенциальной энергии их взаимодействия и всех прочих энергий этой системы.Газовые законы были сформулированы для равновесного состояния:– закон Гей-Люссака – изменение объема при температуре Т, постоянном давлении: V = V0 (1 + bDТ), т.е. описываемом изобарой, где b – коэффициент объемного расширения газа;– закон Бойля-Мариотта, который выполняется при постоянной температуре Т, имеет для 1 моля идеального газа следующий вид: p1V1 = p2V2, т.е. описывается изотермой;– закон Шарля – изменение давления и температуры Т при постоянном объеме p = p0 (1+ aDТ), где a – термический коэффициент давления, т.е. изохорный процесс.Уравнение состояния, введенное Клайпероном, для заданной массы газа объединяет три газовых закона, связывая между собой параметры газа.Газовые законы справедливы приблизительно и описывают поведение почти идеальных газов при невысоких давлениях и не слишком высоких температурах.Свойства газов зависят от типа частиц, из которых они состоят, и силы взаимодействия между частицами в них меняются в широких пределах. В целом свойства идеальных газов близки к свойствам реального газа.