φfizikzauglom

10 КЛАСС · МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

Идеальный газ и изопроцессы

Давление газа, температура, уравнение состояния и газовые процессы.

30 минут27 карточек теории
Открыть интерактивный урок

МАТЕРИАЛ УРОКА

Основные понятия

4

Основное уравнение МКТ

Связь давления идеального газа с концентрацией, массой и средней энергией движения частиц.

Связь давления идеального газа с концентрацией, массой и средней энергией движения частиц.

Абсолютная температура

Температура по шкале Кельвина, связанная со средней кинетической энергией частиц.

Температура по шкале Кельвина, связанная со средней кинетической энергией частиц.

Уравнение состояния идеального газа

Связь давления, объёма, температуры и количества вещества равновесного идеального газа.

Связь давления, объёма, температуры и количества вещества равновесного идеального газа.

Изопроцесс

Газовый процесс, при котором один из параметров состояния остаётся постоянным.

Газовый процесс, при котором один из параметров состояния остаётся постоянным.

МАТЕРИАЛ УРОКА

Физические величины

7

Средний квадрат скорости

⟨v2⟩\langle v^2\rangle

Среднее значение квадрата скорости частиц.

Единица: квадратный метр на квадратную секунду · м2с2\frac{\mathrm{м}^2}{\mathrm{с}^2}

Средняя кинетическая энергия частицы

⟨E⟩\langle E\rangle

Средняя энергия поступательного теплового движения частицы.

Единица: джоуль · Дж\mathrm{Дж}

Постоянная Больцмана

kk

Коэффициент связи абсолютной температуры с энергией частицы.

Единица: джоуль на кельвин · ДжК\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{К}}

Абсолютная температура

TT

Температура, измеренная по шкале Кельвина.

Единица: кельвин · К\mathrm{К}

Температура по Цельсию

tt

Температура, измеренная по шкале Цельсия.

Единица: градус Цельсия · ∘C{}^\circ\mathrm{C}

Средняя квадратичная скорость

vквv_{\text{кв}}

Корень из среднего квадрата скорости частиц.

Единица: метр в секунду · мс\frac{\mathrm{м}}{\mathrm{с}}

Универсальная газовая постоянная

RR

Коэффициент в уравнении состояния идеального газа.

Единица: джоуль на моль-кельвин · Джмоль⋅К\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{моль}\cdot\mathrm{К}}

МАТЕРИАЛ УРОКА

Формулы урока

16

Основное уравнение МКТ

p=13m0n⟨v2⟩=23n⟨E⟩p=\frac{1}{3}m_0n\langle v^2\rangle=\frac{2}{3}n\langle E\rangle

Давление газа определяется концентрацией, массой и средней энергией движения частиц.

Средняя энергия частицы через скорость

⟨E⟩=m0⟨v2⟩2\langle E\rangle=\frac{m_0\langle v^2\rangle}{2}

Средняя кинетическая энергия частицы определяется массой и средним квадратом скорости.

Средняя энергия частицы через температуру

⟨E⟩=32kT\langle E\rangle=\frac{3}{2}kT

Средняя энергия поступательного движения одноатомной частицы пропорциональна абсолютной температуре.

Давление идеального газа

p=nkTp=nkT

Давление равно произведению концентрации, постоянной Больцмана и абсолютной температуры.

Связь температурных шкал

T=273+tT=273+t

Численное значение температуры по Кельвину приблизительно на двести семьдесят три больше значения по Цельсию.

Температурный интервал

1 К=1 ∘C1\,\mathrm{К}=1\,{}^\circ\mathrm{C}

Изменение температуры на один кельвин равно изменению на один градус Цельсия.

Средняя квадратичная скорость

vкв=3RTMv_{\text{кв}}=\sqrt{\frac{3RT}{M}}

Средняя квадратичная скорость частиц растёт с температурой и уменьшается с молярной массой.

Уравнение Клапейрона-Менделеева

pV=mMRTpV=\frac{m}{M}RT

Произведение давления на объём определяется количеством вещества и температурой.

Уравнение состояния через плотность

pM=ρRTpM=\rho RT

Давление, молярная масса, плотность и температура идеального газа связаны одним уравнением.

Плотность газа через частицы

ρ=mV=m0n\rho=\frac{m}{V}=m_0n

Плотность газа равна массе на объём и произведению массы частицы на концентрацию.

Объединённый газовый закон

pVT=const\frac{pV}{T}=\mathrm{const}

Для неизменного количества идеального газа отношение произведения давления и объёма к температуре постоянно.

Закон Бойля-Мариотта

pV=constpV=\mathrm{const}

При постоянной температуре произведение давления и объёма постоянно.

Условие: Температура и количество газа постоянны.

Закон Шарля

pT=const\frac{p}{T}=\mathrm{const}

При постоянном объёме отношение давления к абсолютной температуре постоянно.

Условие: Объём и количество газа постоянны.

Закон Гей-Люссака

VT=const\frac{V}{T}=\mathrm{const}

При постоянном давлении отношение объёма к абсолютной температуре постоянно.

Условие: Давление и количество газа постоянны.

Постоянная Больцмана

k=1,38⋅10−23 ДжКk=1{,}38\cdot10^{-23}\,\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{К}}

Постоянная Больцмана связывает температуру с энергией отдельной частицы.

Универсальная газовая постоянная

R=8,31 Джмоль⋅КR=8{,}31\,\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{моль}\cdot\mathrm{К}}

Универсальная газовая постоянная связывает макроскопические параметры идеального газа.

СПРАВОЧНИК

Связанные формулы

Скоростьv · м/сТемператураT, t · К, °C

ПРАКТИКА

Задачи по теме

Молекулярно-кинетическая теория10 класс · 12 задач