37160

2.    Cząsteczki gazu znajdują się w szybkim chaotycznym mchu. Chaotyczność mchu oznacza, że cząsteczki poruszają się we wszystkich kierunkach, jakie są tylko możliwe, i że żaden z tych kierunków nie jest uprzywilejowany,

3.    Cząsteczki gazu zderzają się sprężyście ze sobą i ze ściankami naczynia, w którym jest zawarty gaz. Siły działające podczas zderzeń są silami zachowawczymi i wobec tego energia mechaniczna cząsteczek pozostaje stała,

4.    Siły działają tylko w momencie zderzania się cząsteczek. Cząsteczki oddalone od siebie nie działają na siebie żadnymi silami,

5.    Objętość cząsteczek gazu jest zaniedbywanie mała w porównaniu z objętością zajmowaną przez gaz.

Równanie stanu gazu doskonałego

Stan pewnej stałej ilości gazu określają jednoznacznie trzy parametry stanu: ciśnienie p, objętość V i temperatura T. Liczne doświadczenia nad własnościami gazów rzeczywistych doprowadziły do wniosku, że z dobrym przybliżeniem gazy te spełniają równanie stanu

pV = nRT

gdzie:

n - liczba moli danego gazu R - uniwersalna stała gazowa (R = 8,314 mol*L)

Równanie to nosi nazwę równania Clapeyrona. Gazy rzeczywiste spełniają równanie Clapeyrona tym lepiej, im większe jest ich temperatura i im niższe ciśnienie. Fikcyjny gaz, który dokładnie spełniałby to równanie w każdych warunkach nazywamy gazem doskonałym.

Szczególnymi przypadkami równania stanu gazu doskonałego są przemiany: izotermiczna, izobaryczna, izochoryczna, adiabatyczna.

Przemiana izotermiczna (T = const.). wtedy równanie stanu gazu przedstawimy następująco:

pV = const. r - e Boyle'a - Mariotte'a

Praca przy izotermicznym sprężaniu lub rozprężaniu gazu doskonałego.

W procesie izotermicznym energia wewnętrzna gazu doskonałego nie zmienia się zatem I zasada termodynamiki dla tego procesu przyjmuje postać: dW + dQ = 0, czyli dQ = -dW przy czym dQ uważamy za dodatnie, gdy gaz pobiera ciepło. Pobrane ciepło zamienia się w pracę przy rozprężaniu gazu. Ponieważ dQ = -dW więc praca wykonana przez gaz jest pracą ujemną. Pizy rozprężaniu izotennicznym od objętości V| doV_; praca wykonana przez gaz wynosi:    vi

W = -J pdV

v,

Korzystając z równania stanu gazu doskonałego p = RT/V, otrzymujemy wzór na pracę gazu przy rozprężaniu izotermicznym:    v.

W = -| RTdV/V = RT lnV,/V₂ gdzie R,T

v,

Gdy gaz jest sprężany Vi > V₂, praca W > 0 czyli gaz pobiera pracę. Gdy gaz się rozpręża Vi< V_:, praca W<0 gaz oddaje pracę kosztem pobranego ciepła.

Przemiotła izobaryczna (p- const.) Równanie stanu gazu doskonałego zapisujemy następująco: