Clapeyron-Mendelejev zakon: formula, formulacija, uporaba

Svaki učenik koji studira u desetom razredu, tijekom jedne od lekcija fizike, proučava Clapeyron-Mendelejev zakon, njegovu formulu, formulaciju i uči kako ga koristiti u rješavanju problema. Na tehničkim sveučilištima ova tema je također uključena u tijek predavanja i praktičnog rada, te u nekoliko disciplina, a ne samo u fizici. Clapeyron-Mendelejev zakon aktivno se koristi u termodinamici u sastavljanju jednadžbi stanja idealnog plina.

Termodinamika, termodinamički stanja i procesa

Termodinamika je odjeljak fizike, koji je posvećen proučavanju općih svojstava tijela i toplinskih pojava u tim tijelima bez obzira na njihovu molekularnu strukturu. Tlak, volumen i temperatura glavne su količine koje se uzimaju u obzir pri opisivanju toplinskih procesa u tijelima. Termodinamički proces je promjena stanja sustava, tj. Promjena njegovih osnovnih vrijednosti (tlak, volumen, temperatura). Ovisno o tome pojavljuju li se promjene osnovnih veličina, sustavi su ravnoteže i neravnoteže. Termički procesi (termodinamički) mogu se klasificirati na sljedeći način. To jest, ako se sustav kreće iz jednog stanja ravnoteže u drugo, onda se takvi procesi nazivaju, odnosno, ravnoteže. Neravnotežni procesi, pak, karakterizirani su prijelazima neravnotežnih stanja, tj. Osnovne količine prolaze promjene. Međutim, moguće ih je podijeliti (procese) u reverzibilne (moguć je povratni prijelaz kroz iste države) i nepovratan. Sva stanja sustava mogu se opisati određenim jednadžbama. Radi pojednostavljenja kalkulacija, termodinamika uvodi takav koncept kao savršen plin - vrsta apstrakcije, koju karakterizira odsustvo interakcije u udaljenosti između molekula, čije dimenzije se mogu zanemariti zbog svoje male veličine. Osnovni zakoni o plinu i Mendeljejev-Clapeeronova jednadžba usko su povezani - svi zakoni slijede iz jednadžbe. Oni opisuju izoprocese u sustavima, tj. Takve procese kao rezultat kojih jedan od glavnih parametara ostaje nepromijenjen (izohorični proces - volumen se ne mijenja, izotermni - temperatura je konstantna, izobarična - temperatura i volumen se mijenjaju pod konstantnim tlakom). Clapeyron-Mendelejev zakon treba detaljnije analizirati.

Jednadžbena jednadžba stanja

Clapeyron-Mendelejev zakon izražava odnos između tlaka, volumena, temperature, količine tvari idealnog plina. Odnos možete izraziti samo između osnovnih parametara, tj. Apsolutne temperature, molarnog volumena i tlaka. Suština se ne mijenja, budući da je molarni volumen jednak omjeru volumena prema količini tvari.

Mendelejev-Clapeyron zakon: formula

Jednadžba stanja idealnog plina zapisuje se kao proizvod tlaka po molarnom volumenu, ekvivalentan proizvodu konstantne i apsolutne temperature univerzalnog plina. Koeficijent univerzalne plinske konstante - proporcionalnost, konstantna (konstantna vrijednost), izražavajući rad ekspanzije molova u procesu povećanja vrijednosti temperature za 1 Kelvin u uvjetima izobarni proces. Njegova vrijednost je (približno) 8,314 J / (mol * K). Ako izrazimo molarni volumen, dobivamo jednadžbu oblika: p * V = (m / M) * R * T. Ili možete dovesti do oblika: p = nkT, gdje je n koncentracija atoma, i k je Boltzmannova konstanta (R / N _A ).

Rješavanje problema

Zakon Mendeleev-Clapeyron, rješenje problema sa svojim pomoći uvelike olakšati dizajn dio u dizajnu opreme. Pri rješavanju problema zakon se primjenjuje u dva slučaja: postavlja se jedno stanje plina i njegova masa, a ako je masa plina nepoznata, činjenica njezine promjene je poznata. Potrebno je uzeti u obzir da se u slučaju višekomponentnih sustava (mješavina plinova) jednadžba stanja zapisuje za svaku komponentu, tj. Za svaki plin zasebno. Utvrditi odnos između tlaka smjese i tlakova komponenata primjenom Daltonovog zakona. Također je vrijedno spomenuti da je za svako stanje plina opisano zasebnom jednadžbom, tada je riješen već dobiveni sustav jednadžbi. I konačno, uvijek treba imati na umu da je u slučaju jednadžbe stanja idealnog plina temperatura apsolutna vrijednost, njezina se vrijednost nužno uzima u Kelvinu. Ako se u uvjetima problema temperatura mjeri u stupnjevima Celzijusa ili u bilo kojem drugom, tada je potrebno prevesti u stupnjeve Kelvina.