Свойства газов
По поводу свойств и рабочих характеристик газовых смесей , закачиваемых в автошины, ведётся много дебатов. Противники, в основном, ссылаются на основополагающие газовые законы, рассматриваемые в школьном курсе физики, которые были открыты более 200 лет назад на заре становления современных научных знаний и описывали состояние идеального газа.
При рассмотрении свойств газов нужно всесторонне исследовать газовую динамику, молекулярную и атомную структуру, знать массу и скорость движения молекул, и помнить, что свойства реальных газов несколько отличаются от идеальных.
ДАВЛЕНИЕ ГАЗА
Газ всегда заполняет объём, ограниченный непроницаемыми для него стенками. Так, например, газовый или камера автомобильной шины заполнены газом практически равномерно. Стремясь расшириться, газ оказывает давление на стенки , камеры, шины или любого другого тела, твёрдого или жидкого, с которым он соприкасается. Если не принимать во внимание действие поля тяготения Земли, которое при обычных размерах сосудов лишь ничтожно меняет давление, то, при равновесии, давление газа в сосуде представляется нам совершенно равномерным. Это замечание относится к макромиру. Если же представить себе, что происходит в микромире молекул, составляющих газ в сосуде, то ни о каком равномерном распределении давления не может быть и речи. В одних местах молекулы газа ударяют в стенки поверхности, в то время как в других местах удары отсутствуют. Эта картина всё время беспорядочным образом меняется. Молекулы газа ударяют о стенки сосудов, а затем отлетают со скоростью практически равной скорости молекулы до удара. При ударе молекула передает стенке количество движения, равное mv, где m – масса молекулы и v - её скорость. Отражаясь от стенки, молекула сообщает ей ещё такое же количество движения mv. Таким образом, при каждом ударе (перпендикулярно стенке) молекула передаёт ей количество движения равное 2mv. Если за 1 секунду на 1 см2 стенки приходится N ударов, то полное количество движения, переданное этому участку стенки, равно 2Nmv. В силу второго закона Ньютона это количество движения равно произведению силы F, действующей на этот участок стенки, на время t в течение которого она действует. В нашем случае t=1сек. Итак F=2Nmv, есть сила, действующая на 1см2 стенки, т.е. давление, которое принято обозначать р (причём р численно равно F). Итак имеем р=2Nmv. Понятно, что число ударов N за 1 сек зависит от скорости v молекул, и числа молекул n в единице объёма. При не очень сжатом газе можно считать, что N пропорционально n и v, т.е. р пропорционально nmv.
Итак, для того чтобы рассчитать с молекулярной теории давление газа, мы должны знать следующие характеристики микромира молекул: массу m, скорость v и число молекул n в единице объёма. Для того чтобы найти эти микрохарактеристики молекул, мы должны установить, от каких характеристик макромира зависит давление газа.
Обычно изменение давления вызывается и изменением объёма, и изменением температуры. Но можно осуществить явление так, что при изменении объёма температура будет меняться ничтожно мало или при изменении температуры объём практически останется неизменным. Этими случаями мы и займёмся, сделав предварительно следующее замечание. Мы будем рассматривать газ в состоянии равновесия. Это значит, что в газе установилось как механическое, так и тепловое равновесие. Механическое равновесие означает, что не происходит движения отдельных частей газа. Для этого необходимо, чтобы давление газа было во всех его частях одинаково, если пренебречь незначительной разницей давления в верхних и нижних слоях газа, возникающей под действием силы тяжести. Тепловое равновесие означает, что не происходит передачи теплоты от одного участка газа к другому. Для этого необходимо, чтобы температура во всем объеме газа была одинакова.
Зависимость давления газа от температуры
Начнем с выяснения зависимости давления газа от температуры при условии неизменного объема определенной массы газа. Эти исследования были впервые произведены в 1787 г. Шарлем.
Объяснение:
моль - выражение количества вещества для оксида меди(II)
2Н₂О ⇒2 Н₂+О₂
Ва Се₂+Н₂SO₄ ⇒ ВаSo₄+2НСе
СО2 + Na2СО3 + Н2О = 2NaНСО3
2Ае+6НСе ⇒ 2АеСе3+3Н2