TantárgyakFizikaKözépszintGáztörvények
ProfilJegyzet beküldéseGYIKRólunk
Ez a jegyzet félkész. Kérjük, segíts kibővíteni egy javaslat beküldésével!

Gáztörvények

Mérések azt mutatják, ha a gáz sűrűsége nem túl nagy, akkor a legtöbb gáz fizikai viselkedése hasonló. Ezért célszerű bevezetni egy olyan idealizált modellt, amely a gázok közös tulajdonságait tartalmazza, de az egyedi tulajdonságokat figyelmen kívül hagyja (pl. a gáz színét, szagát, stb.). Ezt a modellt ideális gázmodellnek nevezzük, a molekulák pontszerűek, rendezetlenül mozognak, tökéletesen rugalmasan ütköznek. Leginkább a nemesgázok viselkedése hasonlít az ideális gázmodellhez. A valódi gázokban ez a három feltétel csak közelítőleg teljesül.

Állapotjelzők: Segítségével az anyag sajátosságai meghatározhatók. A gázok állapotát egyértelműen meghatározó állapotjelzők a gáz térfogata, nyomása, hőmérséklete, tömege.

Bármely állapotjelző megváltozása - pl. hűtés - legalább egy, de inkább több állapotjelző megváltozását is maga után vonja.

Az állapotjelzők közötti összefüggés matematikai leírása az állapotegyenlet. Állandó mennyiségű ideális gáz nyomásának és térfogatának szorzata osztva a kelvinben kifejezett hőmérséklettel mindig egy állandót határoz meg.

Állandó mennyiségű ideális gáz két tetszőleges állapota közötti összefüggést fejezi ki az egyesített gáztörvény.

\frac{p_1 * V_1}{T_1} =\frac{p_2 * V_2}{T_2}

Ideális gázok állapotváltozása:

Speciális állapotváltozások: Adott minőségű és állandó tömegű gáz állapotjelzői közül az egyik állandó marad, míg a másik kettő megváltozik.

Izoterm állapotváltozás (T állandó)

A gáz térfogatát nagyon lassan változtatjuk (növeljük, csökentjük), úgy, hogy közben a hőmérséklete állandó marad.

Boyle-Mariotte-törvény: Állandó mennyiségű ideális gáz izoterm állapotváltozásakor a nyomás és térfogat szorzata állandó.

p_1 * V_1=p_2 * V_2

Izoterm állapotváltozáskor a p-V síkon ábrázolt grafikonokat izotermáknak nevezzük. Minél magasabb a hőmérséklet, annál magasabban futnak az izotermák.

Izobár állapotváltozás (p állandó)

A gáz p nyomását állandó értéken tartjuk, T és V változik.

Gay-Lussac I. törvénye: Állandó mennyiségű ideális gáz izobár állapotváltozásakor a térfogat és a kelvinben kifejezett hőmérséklet hányadosa egy állandót határoz meg. Az igazsághoz hozzátartozik, hogy Gay-Lussac valóban felfedezte ezt a törvényt, de csak harmadikként. A törvény első két felfedezője Jacques Alexandre Charles (francia fizikus) és John Dalton (angol vegyész) volt. Ez indokolja, hogy vannak olyan országok, ahol ezeket a törvényeket Charles-törvényeknek nevezik.

Ha a térfogatot a kelvinben kifejezett hőmérséklet függvényében ábrázoljuk, akkor a kapott függvények az izobárok. Ha p-V grafikonon ábrázoljuk, akkor a V tengellyel párhuzamos egyenest kapunk.

Izochor állapotváltozás (V állandó)

Zárt térben történő melegítéskor, hűtéskor következik be.

Gay-Lussac II. törvénye: Állandó mennyiségű ideális gáz izochor állapotváltozásakor a nyomás és a kelvinben kifejezett hőmérséklet hányadosa egy állandót határoz meg.

Ha a nyomást a kelvinben kifejezett hőmérséklet függvényében ábrázoljuk, akkor a kapott függvények az izochorok. Ha p-V grafikonon ábrázoljuk, akkor a p tengellyel párhuzamos egyenest kapunk.

Hőtan I. főtétele:

Minden test rendelkezik belső energiával, amit termikus úton vagy mechanikai munkavégzéssel változtathatuk meg. A testek belső energiájának megváltozása egyenlő a testtel közölt hőmennyiség és a testen végzett mechanikai munka előjeles összegével.

Fizikatörténeti vonatkozások

Robert Boyle: Angol-ír vegyész és természetfilozófus. Tanulmányt készített arról, hogy állandó hőmérsékleten a gáz térfogata fordítottan arányos a nyomással.

Edme Mariotte: Francia fizikus és növényfiziológus. Boyle-tól függetlenül fedezte fel azt a törvényt, amely kimondja, hogy a gázok térfogata a nyomásukkal fordított arányban változik állandó hőmérsékleten. Ezt az alapvető fizikai és kémiai tételt általában Boyle-törvénynek nevezik, Franciaországban azonban Mariotte-törvénynek, míg a német és magyar szakirodalomban Boyle–Mariotte-törvényként ismerik

Gay-Lussac: Francia vegyész és fizikus. Kimutatta, hogy azonos hőmérsékletemelkedés hatására minden gáz a térfogatának ugyanakkora hányadával tágul. Felfedezte a bórt és 1813-ban a jódot.

Lord Kelvin: William Thomson Írországban született 1824. június 26-án. Egyetemen tanított és kutatott egész életén át. Első nagyobb munkája: bevezette az abszolút hőmérsékleti skálát. A termodinamika második főtételét ő fogalmazta meg. Joule-Thomson-féle jelenség: a gázok kiterjedés közben lehűlnek, összenyomva pedig felmelegszenek. Nemességet kapott Lord Kelvin of Largs címmel. Koporsóját a Westminster-apátságban helyezték el, Newton sírhelye közelében.

Legutóbb frissítve: 2015-06-15 14:27

Javaslatok

Megjegyzések

Hamarosan!

© 2015–2016 erettsegik.hu