Plyny majú podľa svojich mechanických vlastností veľa spoločného s kvapalinami. Rovnako ako kvapaliny nemajú elasticitu vo vzťahu k zmenám tvaru. Jednotlivé časti plynu sa môžu navzájom ľahko pohybovať. Rovnako ako kvapaliny sú elastické vzhľadom na deformáciu všestranného stlačenia. So zvyšujúcim sa vonkajším tlakom sa objem plynu zmenšuje. Po odstránení vonkajšieho tlaku sa objem plynu vráti na pôvodnú hodnotu.

Je ľahké experimentálne overiť existenciu elastických vlastností plynu. Vezmite detský balón. Nie veľmi nafúknite a zaviažte. Potom ho začnite stláčať rukami (obr. 3.20). S výskytom vonkajších tlakov sa lopta zmenší, jej objem sa zníži. Ak prestanete stláčať, loptička sa okamžite narovná, ako keby mala v sebe pružiny.

Vezmite vzduchovú pumpu do auta alebo bicykla, zatvorte jej výstup a zatlačte na rukoväť piestu. Vzduch zachytený vo vnútri pumpy sa začne stláčať a okamžite pocítite rýchly nárast tlaku. Ak prestanete tlačiť na piest, vráti sa na svoje miesto a vzduch naberie svoj pôvodný objem.

Elasticita plynu vo vzťahu k všestrannej kompresii sa využíva v pneumatikách automobilov na tlmenie nárazov, vo vzduchových brzdách a iných zariadeniach. Blaise Pascal si ako prvý všimol elastické vlastnosti plynu, jeho schopnosť meniť svoj objem zmenou tlaku.

Ako sme už uviedli, plyn sa líši od kvapaliny tým, že sama o sebe nedokáže udržať nezmenený objem a nemá voľný povrch. Musí byť nevyhnutne v uzavretej nádobe a vždy úplne zaberie celý objem tejto nádoby.

Ďalším dôležitým rozdielom medzi plynom a kvapalinou je jej väčšia stlačiteľnosť (poddajnosť). Už pri veľmi malých zmenách tlaku dochádza k jasne viditeľným veľkým zmenám objemu plynu. Okrem toho je vzťah medzi tlakmi a zmenami objemu zložitejší pre plyn ako pre kvapalinu. Zmeny objemu už nebudú priamo úmerné zmenám tlaku.

Prvýkrát kvantitatívny vzťah medzi tlakom a objemom plynu stanovil anglický vedec Robert Boyle (1627-1691). Boyle vo svojich pokusoch pozoroval zmeny objemu vzduchu obsiahnutého v utesnenom konci trubice (obr. 3.21). Zmenil tlak na tento vzduch naliatím ortuti do dlhého kolena trubice. Tlak bol určený výškou stĺpca ortuti

Boylov zážitok v približnej, hrubej podobe, môžete zopakovať so vzduchovou pumpou. Vezmite dobrú pumpu (je dôležité, aby piest neprepúšťal vzduch), zatvorte výstup a postupne zaťažte rukoväť piestu jedným, dvoma, tromi rovnakými závažiami. Zároveň označte polohy rukoväte pri rôznych zaťaženiach vzhľadom na zvislé pravítko.

Aj takáto drsná skúsenosť vám umožní presvedčiť sa, že objem daného množstva plynu je nepriamo úmerný tlaku, ktorému je tento plyn vystavený. Bez ohľadu na Boyla, rovnaké experimenty uskutočnil francúzsky vedec Edmond Mariotte (1620-1684), ktorý dospel k rovnakým výsledkom ako Boyle.

Mariotte zároveň zistil, že pri experimente treba dodržať jedno veľmi dôležité opatrenie: teplota plynu počas experimentu musí zostať konštantná, inak budú výsledky experimentu iné. Preto sa Boyleov zákon – Mariotte číta takto; pri konštantnej teplote je objem daného množstva plynu nepriamo úmerný tlaku.

Ak označíme cez počiatočný objem a tlak plynu, cez konečný objem a tlak tej istej hmotnosti plynu, potom

Boyleov zákon - Mariotte možno napísať nasledovným vzorcom:

Poďme si predstaviť Boyleov-Mariottov zákon vo vizuálnej grafickej podobe. Pre definitívnosť predpokladajme, že určitá hmotnosť plynu zaberala objem pri tlaku Ukážme si graficky, ako sa bude objem tohto plynu meniť so zvyšujúcim sa tlakom pri konštantnej teplote. Na tento účel vypočítame objemy plynu podľa Boyle-Mariotteho zákona pre tlaky 1, 2, 3, 4 atď. atmosfér a zostavíme tabuľku:

Pomocou tejto tabuľky je jednoduché vykresliť závislosť tlaku plynu od jeho objemu (obr. 3.22).

Ako je možné vidieť z grafu, závislosť tlaku od objemu plynu je skutočne zložitá. Po prvé, zvýšenie tlaku z jednej na dve jednotky vedie k zníženiu objemu o polovicu. Následne pri rovnakých prírastkoch tlaku dochádza k stále menším zmenám počiatočného objemu. Čím viac je plyn stlačený, tým je pružnejší. Preto pre plyn nie je možné špecifikovať žiadny konštantný modul stlačenia (charakterizujúci jeho elastické vlastnosti), ako sa to robí pre tuhé látky. Pre plyn závisí kompresný modul od tlaku, pod ktorým sa kompresný modul nachádza, sa zvyšuje s tlakom.

Všimnite si, že Boyleov-Mariottov zákon sa dodržiava len pre nie veľmi vysoké tlaky a nie veľmi nízke teploty. Pri vysokých tlakoch a nízkych teplotách sa vzťah medzi objemom plynu a tlakom stáva ešte zložitejším. Napríklad pre vzduch, pri 0 ° C, Boyle - Mariotteov zákon udáva správne objemové hodnoty pri tlaku nepresahujúcom 100 atm.

Už na začiatku odseku bolo povedané, že elastické vlastnosti plynu a jeho vysoká stlačiteľnosť sú človekom široko využívané v praktických činnostiach. Uveďme si ešte niekoľko príkladov. Schopnosť vysoko stlačiť plyn pri vysokých tlakoch umožňuje skladovať veľké množstvá plynu v malých objemoch. Valce so stlačeným vzduchom, vodíkom, kyslíkom majú široké využitie v priemysle, napríklad pri zváraní plynom (obr. 3.23).

Dobré elastické vlastnosti plynu slúžili ako základ pre vytvorenie riečneho vznášadla (obr. 3.24). Tieto nové typy lodí dosahujú rýchlosti ďaleko presahujúce predtým dosahované rýchlosti. Vďaka využitiu elastických vlastností vzduchu sa podarilo zbaviť veľkých trecích síl. Je pravda, že v tomto prípade je výpočet tlaku oveľa komplikovanejší, pretože je potrebné vypočítať tlak v rýchlych prúdoch vzduchu.

Mnohé biologické procesy sú založené aj na využití elastických vlastností vzduchu. Zamysleli ste sa napríklad nad tým, ako dýchate? Čo sa stane, keď sa nadýchnete?

Na signál nervového systému, že telu chýba kyslík, človek pri nádychu dvíha rebrá pomocou svalov hrudníka a spúšťa bránicu pomocou iných svalov. Tým sa zväčší objem, ktorý môžu pľúca (a zostávajúci vzduch v nich) obsadiť. Ale toto zvýšenie objemu vedie k veľkému poklesu tlaku vzduchu v pľúcach. Medzi vonkajším vzduchom a vzduchom v pľúcach je tlakový rozdiel. Výsledkom je, že vonkajší vzduch sa vďaka svojim elastickým vlastnostiam začne dostávať do samotných pľúc.

Možnosť vstupu mu dávame len zmenou objemu pľúc.

Nielen to je využitie elasticity vzduchu pri dýchaní. Pľúcne tkanivo je veľmi jemné a nevydržalo by opakované naťahovanie a dosť hrubý tlak na prsné svaly. Preto k nim nie je pripevnený (obr. 3.25). Navyše, rozširovanie pľúc naťahovaním ich povrchu (pomocou prsných svalov) by spôsobilo nerovnomerné, nerovnomerné rozširovanie pľúc v rôznych častiach. Preto sú pľúca obklopené špeciálnym filmom - pleurou. Pleura je jednou časťou pripojená k pľúcam a druhou svalové tkanivo hrudníka. Pleura tvorí akýsi vak, ktorého steny neprepúšťajú vzduch.

Samotná pleurálna dutina obsahuje veľmi malé množstvo plynu. Tlak tohto plynu sa rovná tlaku vzduchu v pľúcach iba vtedy, keď sú steny pohrudnice veľmi blízko seba. Pri nádychu sa objem dutiny prudko zväčšuje. Tlak v ňom prudko klesá. Pľúca sa vďaka zvyškom vzduchu, ktorý sa v nich nachádza, začnú rozpínať rovnomerne vo všetkých častiach, ako gumená guľa pod zvonom vzduchovej pumpy.

Príroda teda múdro využila elastické vlastnosti vzduchu na vytvorenie ideálneho tlmiča pre pľúcne tkanivo a čo najpriaznivejšie podmienky pre jeho rozpínanie a zmršťovanie.

Pri riešení úloh o aplikácii Newtonových zákonov použijeme Boyleov-Mariottov zákon ako doplnkovú rovnicu vyjadrujúcu špeciálne elastické vlastnosti plynov.

Základné zákony ideálnych plynov sa využívajú v technickej termodynamike na riešenie množstva inžinierskych a technických problémov v procese vývoja konštrukčnej a technologickej dokumentácie pre letecké zariadenia, letecké motory; ich výrobe a prevádzke.

Tieto zákony boli pôvodne získané experimentálne. Následne boli odvodené z molekulárno-kinetickej teórie stavby telies.

Boyleov zákon - Mariotte stanovuje závislosť objemu ideálneho plynu od tlaku pri konštantnej teplote. Túto závislosť odvodil anglický chemik a fyzik R. Boyle v roku 1662 dávno pred príchodom kinetickej teórie plynu. Bez ohľadu na Boyla v roku 1676 rovnaký zákon objavil E. Mariotte. Zákon Roberta Boyla (1627 - 1691), anglického chemika a fyzika, ktorý tento zákon zaviedol v roku 1662, a Edma Mariotteho (1620 - 1684), francúzskeho fyzika, ktorý tento zákon zaviedol v roku 1676: súčin objemu danej hmotnosti ideálneho plynu a jeho tlaku je konštantný pri konštantnej teplote alebo.

Zákon sa volá Boyle-Mariotte a uvádza to pri konštantnej teplote je tlak plynu nepriamo úmerný jeho objemu.

Nech pri konštantnej teplote určitého množstva plynu máme:

V 1 - objem plynu pri tlaku R 1 ;

V 2 - objem plynu pri tlaku R 2 .

Potom podľa zákona môžeme písať

Nahradením tejto rovnice hodnotou špecifického objemu a zistením hmotnosti tohto plynu t= 1 kg, dostaneme

p 1 v 1 =p 2 v 2 alebo pv= konšt .(5)

Hustota plynu je prevrátená k jeho špecifickému objemu:

potom rovnica (4) nadobúda tvar

t.j. hustoty plynov sú priamo úmerné ich absolútnym tlakom. Rovnicu (5) možno považovať za nové vyjadrenie Boyleovho-Mariottovho zákona, ktorý možno formulovať takto: súčin tlaku a špecifického objemu určitej hmotnosti toho istého ideálneho plynu pre jeho rôzne stavy, ale pri rovnakej teplote, je konštantná hodnota.

Tento zákon možno ľahko získať zo základnej rovnice kinetickej teórie plynov. Nahradením počtu molekúl na jednotku objemu v rovnici (2) pomerom N/V (V je objem danej hmotnosti plynu, N je počet molekúl v objeme) dostaneme

Keďže pre danú hmotnosť plynu sú množstvá N a β konštantná, potom pri konštantnej teplote T=konšt pre ľubovoľné množstvo plynu bude mať Boyle-Mariotte rovnica tvar

pV = konšt, (7)

a na 1 kg plynu

pv = konšt.

Znázorniť graficky v súradnicovom systéme R – v zmena skupenstva plynu.

Napríklad tlak danej hmotnosti plynu s objemom 1 m 3 je 98 kPa, potom pomocou rovnice (7) určíme tlak plynu s objemom 2 m 3

Pokračujúc vo výpočtoch dostaneme nasledujúce údaje: V(m3) sa rovná 1; 2; 3; štyri; 5; 6; resp R(kPa) sa rovná 98; 49; 32,7; 24,5; 19,6; 16.3. Na základe týchto údajov zostavíme graf (obr. 1).

Ryža. 1. Závislosť tlaku ideálneho plynu od objemu pri

konštantná teplota

Výsledná krivka je hyperbola získaná pri konštantnej teplote, ktorá sa nazýva izoterma a proces prebiehajúci pri konštantnej teplote sa nazýva izotermický. Boyleov-Mariottov zákon je približný a pri veľmi vysokých tlakoch a nízkych teplotách je pre tepelnotechnické výpočty neprijateľný.

Gay – L u s s a ka zákon určuje závislosť objemu ideálneho plynu od teploty pri konštantnom tlaku. (Zákon Josepha Louisa Gay-Lussaca (1778 - 1850), francúzskeho chemika a fyzika, ktorý prvýkrát zaviedol tento zákon v roku 1802: objem danej hmotnosti ideálneho plynu pri konštantnom tlaku rastie lineárne so zvyšujúcou sa teplotou, teda , kde je špecifický objem; β je koeficient objemovej rozťažnosti rovný 1/273,16 na 1 o C.) Zákon experimentálne stanovil v roku 1802 francúzsky fyzik a chemik Joseph Louis Gay-Lussac, ktorého meno je pomenované. Experimentálnym skúmaním tepelnej rozťažnosti plynov Gay-Lussac zistil, že pri konštantnom tlaku sa objemy všetkých plynov pri zahrievaní zväčšujú takmer rovnako, t.j. so zvýšením teploty o 1 °C sa objem určitého množstva plynu zväčšuje. o 1/273 objemu, ktorý tento plyn zaberal pri 0 °C.

Zväčšenie objemu pri ohreve o 1 °C o rovnakú hodnotu nie je náhodné, ale je akosi dôsledkom Boyleovho-Mariottovho zákona. Najprv sa plyn zahreje pri konštantnom objeme o 1 ° C, jeho tlak sa zvýši o 1/273 počiatočného. Potom plyn expanduje pri konštantnej teplote a jeho tlak klesá na počiatočný a objem sa zvyšuje rovnakým faktorom. Označuje objem určitého množstva plynu pri teplote 0 °C V 0 a pri teplote t°C cez V t Napíšme zákon takto:

Gay-Lussacov zákon možno znázorniť aj graficky.

Ryža. 2. Závislosť objemu ideálneho plynu od teploty pri konštante

tlak

Pomocou rovnice (8) a za predpokladu, že teplota je 0°C, 273°C, 546°C vypočítame objem plynu, resp. V 0 , 2V 0 , 3V 0 Vynesme teploty plynu na vodorovnú os v určitej podmienenej mierke (obr. 2) a objemy plynu zodpovedajúce týmto teplotám pozdĺž osi y. Spojením získaných bodov na grafe dostaneme priamku, ktorá je grafom závislosti objemu ideálneho plynu od teploty pri konštantnom tlaku. Takáto linka je tzv izobara a proces prebieha pri konštantnom tlaku - izobarický.

Vráťme sa ešte raz ku grafu zmeny objemu plynu od teploty. Pokračujme po priamke k priesečníku s osou x. Priesečník bude zodpovedať absolútnej nule.

Predpokladajme, že v rovnici (8) je hodnota V t= 0, potom máme:

ale odkedy V 0 ≠ 0, teda odkiaľ t= – 273 °C. Ale - 273°C=0K, čo bolo potrebné preukázať.

Gay-Lussacovu rovnicu reprezentujeme v tvare:

Pamätajte si, že 273+ t=T a 273 K \u003d 0 ° C, dostaneme:

Dosadením do rovnice (9) hodnotou špecifického objemu a odberu t\u003d 1 kg, dostaneme:

Vzťah (10) vyjadruje Gay-Lussacov zákon, ktorý možno formulovať takto: pri konštantnom tlaku sú špecifické objemy rovnakých hmotností toho istého ideálneho plynu priamo úmerné jeho absolútnym teplotám. Ako je možné vidieť z rovnice (10), Gay-Lussac zákon to hovorí že podiel delenia špecifického objemu daného množstva plynu jeho absolútnou teplotou je konštantná hodnota pri danom konštantnom tlaku.

Rovnica vyjadrujúca Gay-Lussacov zákon má vo všeobecnosti tvar

a možno ho získať zo základnej rovnice kinetickej teórie plynov. Rovnica (6) môže byť reprezentovaná ako

pri p=konšt dostaneme rovnicu (11). Gay-Lussacov zákon je široko používaný v inžinierstve. Na základe zákona objemovej expanzie plynov bol teda zostrojený ideálny plynový teplomer na meranie teplôt v rozsahu od 1 do 1400 K.

Charlesov zákon stanovuje závislosť tlaku daného množstva plynu od teploty pri konštantnom objeme. tlak ideálneho plynu konštantnej hmotnosti a objemu sa pri zahrievaní lineárne zvyšuje, teda kde R o - tlak pri t= 0 °C.

Charles určil, že pri zahrievaní v konštantnom objeme sa tlak všetkých plynov zvyšuje takmer rovnako, t.j. keď teplota stúpne o 1 °C, tlak akéhokoľvek plynu sa zvýši presne o 1/273 tlaku, ktorý mala táto masa plynu pri 0 °C. Označme tlak určitého množstva plynu v nádobe pri teplote 0°C R 0 a pri teplote t° cez p t . Keď teplota stúpne o 1 °C, tlak sa zvýši o, a keď sa teplota zvýši o t°CTlak sa zvyšuje o. tlak pri teplote t°C sa rovná počiatočnému plus zvýšeniu tlaku alebo

Vzorec (12) vám umožňuje vypočítať tlak pri akejkoľvek teplote, ak je známy tlak pri 0 °C. V inžinierskych výpočtoch sa často používa rovnica (Karlesov zákon), ktorú ľahko získame zo vzťahu (12).

Pretože a 273 + t = T alebo 273 K = 0 °C = T 0

Pri konštantnom špecifickom objeme sú absolútne tlaky ideálneho plynu priamo úmerné absolútnym teplotám. Výmenou stredných členov podielu dostaneme

Rovnica (14) je vyjadrením Karlovho zákona vo všeobecnej forme. Táto rovnica sa dá ľahko odvodiť zo vzorca (6)

o V=konšt získame všeobecnú rovnicu Charlesovho zákona (14).

Na zostrojenie grafu závislosti danej hmotnosti plynu od teploty pri konštantnom objeme použijeme rovnicu (13). Nech je napríklad pri teplote 273 K=0°C tlak určitej hmotnosti plynu 98 kPa. Podľa rovnice bude tlak pri teplote 373, 473, 573 ° C v tomto poradí 137 kPa (1,4 kgf / cm2), 172 kPa (1,76 kgf / cm2), 207 kPa (2,12 kgf / cm2). 2). Na základe týchto údajov zostavíme graf (obr. 3). Výsledná priamka sa nazýva izochóra a proces prebiehajúci pri konštantnom objeme sa nazýva izochorický.

Ryža. 3. Závislosť tlaku plynu od teploty pri konštantnom objeme

Boyleov zákon - Mariotte

Boyleov zákon - Mariotte- jeden zo základných zákonov o plyne, ktorý objavil v roku 1662 Robert Boyle a nezávisle znovu objavil Edme Mariotte v roku 1676. Opisuje správanie sa plynu v izotermickom procese. Zákon je dôsledkom Clapeyronovej rovnice.

• 1 Znenie
• 2 Dôsledky
• 3 Pozri tiež
• 4 Poznámky
• 5 Literatúra

Znenie

Boyleov zákon - Mariotte je nasledovný:

Pri konštantnej teplote a hmotnosti plynu je súčin tlaku plynu a jeho objemu konštantný.

V matematickej forme je tento výrok napísaný ako vzorec

kde je tlak plynu; je objem plynu a je konštantná hodnota za špecifikovaných podmienok. Vo všeobecnosti je hodnota určená chemickou povahou, hmotnosťou a teplotou plynu.

Je zrejmé, že ak index 1 označuje množstvá súvisiace s počiatočným stavom plynu a index 2 - konečný stav, potom vyššie uvedený vzorec možno zapísať ako

. Z toho, čo bolo povedané, a z vyššie uvedených vzorcov vyplýva forma závislosti tlaku plynu od jeho objemu v izotermickom procese:

Táto závislosť je ďalším, ekvivalentným prvým, vyjadrením obsahu Boyleovho-Mariottovho zákona. Ona to myslí vážne

Tlak určitého množstva plynu pri konštantnej teplote je nepriamo úmerný jeho objemu.

Potom vzťah medzi počiatočným a konečným stavom plynu zúčastňujúceho sa na izotermickom procese možno vyjadriť ako:

Je potrebné poznamenať, že použiteľnosť tohto a vyššie uvedeného vzorca, ktorý dáva do vzájomného vzťahu počiatočný a konečný tlak a objem plynu, nie je obmedzená na prípad izotermických procesov. Vzorce zostávajú platné aj v prípadoch, keď sa teplota počas procesu mení, ale v dôsledku procesu je konečná teplota rovnaká ako počiatočná.

Je dôležité objasniť, že tento zákon je platný iba v prípadoch, keď možno uvažovaný plyn považovať za ideálny. Najmä Boyleov-Mariottov zákon je splnený s vysokou presnosťou vo vzťahu k riedkym plynom. Ak je plyn vysoko stlačený, pozorujú sa významné odchýlky od tohto zákona.

Boyleov zákon - Mariotte, Charlesov zákon a Gay-Lussacov zákon, doplnené o Avogadrov zákon, sú dostatočným základom pre získanie stavovej rovnice ideálneho plynu.

Dôsledky

Boyleov-Mariottov zákon hovorí, že tlak plynu v izotermickom procese je nepriamo úmerný objemu, ktorý plyn zaberá. Ak vezmeme do úvahy, že hustota plynu je tiež nepriamo úmerná objemu, ktorý zaberá, dospejeme k záveru:

Pri izotermickom procese sa tlak plynu mení priamo úmerne s jeho hustotou.

Je známe, že stlačiteľnosť, teda schopnosť plynu meniť svoj objem pod tlakom, je charakterizovaná faktorom stlačiteľnosti. V prípade izotermického procesu sa hovorí o koeficiente izotermickej stlačiteľnosti, ktorý je určený vzorcom

kde index T znamená, že parciálna derivácia sa berie pri konštantnej teplote. Ak do tohto vzorca nahradíme výraz pre vzťah medzi tlakom a objemom z Boyleovho-Mariottovho zákona, dostaneme:

Dostávame sa teda k záveru:

Koeficient izotermickej stlačiteľnosti ideálneho plynu sa rovná prevrátenej hodnote jeho tlaku.

pozri tiež

• Gay-Lussacov zákon
• Charlesov zákon
• Avogadrov zákon
• Ideálny plyn
• Stavová rovnica ideálneho plynu

Poznámky

1. Boyle - Mariottov zákon // Fyzická encyklopédia / Ch. vyd. A. M. Prochorov. - M.: Sovietska encyklopédia, 1988. - T. 1. - S. 221-222. - 704 s. - 100 000 kópií.
2. Sivukhin DV Všeobecný kurz fyziky. - M.: Fizmatlit, 2005. - T. II. Termodynamika a molekulová fyzika. - S. 21-22. - 544 s. - ISBN 5-9221-0601-5.
3. 1 2 Základná učebnica fyziky / Ed. G. S. Landsberg. - M.: Nauka, 1985. - T. I. Mechanika. Teplo. Molekulárna fyzika. - S. 430. - 608 s.
4. 1 2 3 Kikoin A.K., Kikoin I.K. Molekulárna fyzika. - M.: Nauka, 1976. - S. 35-36.
5. Pri konštantnej hmotnosti.
6. Livshits L. D. Komprimovateľnosť // Fyzická encyklopédia / Ch. vyd. A. M. Prochorov. - M.: Veľká ruská encyklopédia, 1994. - T. 4. - S. 492-493. - 704 s. - 40 000 kópií.

   ISBN 5-85270-087-8.

Literatúra

• Zákon Petruševského F. F. Boyle-Mariotte // Encyklopedický slovník Brockhausa a Efrona: v 86 zväzkoch (82 zväzkov a 4 ďalšie). - Petrohrad, 1890-1907.

Boyleov zákon – informácie o Mariotte

Boyleov zákon - Mariotte

Boyleov zákon - Mariotte
Boyleov zákon - Mariotte Prezeráte si predmet
Boyleov zákon - Marriotte čo, Boylov zákon - Marriott who, Boylov zákon - popis Marriotte

V tomto článku a videu sú úryvky z wikipédie

Naša stránka má systém vo funkcii vyhľadávača. Vyššie: „Čo ste hľadali?“ môžete pomocou poľa zadať všetko v systéme. Vitajte v našom jednoduchom, štýlovom a rýchlom vyhľadávači, ktorý sme pripravili, aby sme vám poskytli tie najpresnejšie a najaktuálnejšie informácie.

Vyhľadávač navrhnutý pre vás, ktorý vám poskytne najaktuálnejšie a najpresnejšie informácie s jednoduchým dizajnom a rýchlym operačným systémom. Na našej stránke nájdete takmer všetky informácie, ktoré hľadáte.

V súčasnosti podávame iba v angličtine, turečtine, ruštine, ukrajinčine, kazaštine a bieloruštine.
Čoskoro budú do systému pridané nové jazyky.

Život slávnych ľudí vám poskytuje informácie, obrázky a videá na stovky tém, ako sú politici, vládne osobnosti, lekári, internetové stránky, závody, technologické vozidlá, autá atď.

Boyle-Mariottov zákon

Kvantitatívny vzťah medzi objemom a tlakom plynu prvýkrát stanovil Robert Boyle v roku 1662. * Boyle-Mariottov zákon hovorí, že pri konštantnej teplote je objem plynu nepriamo úmerný jeho tlaku.

Tento zákon sa vzťahuje na akékoľvek pevné množstvo plynu. Ako je možné vidieť na obr. 3.2, jeho grafické znázornenie môže byť odlišné. Graf vľavo ukazuje, že pri nízkom tlaku je objem pevného množstva plynu veľký.

Objem plynu sa zmenšuje so zvyšovaním jeho tlaku. Matematicky je to napísané takto:

Boyle-Mariottov zákon sa však zvyčajne píše vo forme

Takýto záznam umožňuje napríklad poznať počiatočný objem plynu V1 a jeho tlak p na výpočet tlaku p2 v novom objeme V2.

Gay-Lussacov zákon (Karlov zákon)

V roku 1787 Charles ukázal, že pri konštantnom tlaku sa objem plynu mení (úmerne jeho teplote. Táto závislosť je graficky znázornená na obr. 3.3, z ktorého je zrejmé, že objem plynu je lineárne závislý na jej teplotu. V matematickej forme je táto závislosť vyjadrená takto:

Charlesov zákon je často napísaný v inej forme:

V1IT1 = V2T1(2)

Charlesov zákon vylepšil J. Gay-Lussac, ktorý v roku 1802 zistil, že objem plynu sa pri zmene jeho teploty o 1°C zmení o 1/273 objemu, ktorý zaberal pri 0°C.

Z toho vyplýva, že ak vezmeme ľubovoľný objem ľubovoľného plynu pri 0°C a pri konštantnom tlaku znížime jeho teplotu o 273°C, tak výsledný objem bude rovný nule. To zodpovedá teplote -273°C alebo 0 K. Táto teplota sa nazýva absolútna nula. V skutočnosti sa to nedá dosiahnuť. Na obr.

Obrázok 3.3 ukazuje, ako extrapolácia grafov objemu plynu oproti teplote vedie k nulovému objemu pri 0 K.

Absolútna nula je, prísne vzaté, nedosiahnuteľná. V laboratórnych podmienkach je však možné dosiahnuť teploty, ktoré sa od absolútnej nuly líšia len o 0,001 K. Pri takýchto teplotách sa náhodné pohyby molekúl prakticky zastavia. Výsledkom sú úžasné vlastnosti.

Napríklad kovy ochladené na teploty blízke absolútnej nule takmer úplne stratia svoj elektrický odpor a stanú sa supravodivými*. Príkladom látok s inými nezvyčajnými nízkoteplotnými vlastnosťami je hélium.

Pri teplotách blízkych absolútnej nule hélium stráca svoju viskozitu a stáva sa supratekutým.

* V roku 1987 boli objavené látky (keramika spekaná z oxidov lantanoidových prvkov, bária a medi), ktoré sa stávajú supravodivými pri relatívne vysokých teplotách, rádovo 100 K (-173 °C). Tieto "vysokoteplotné" supravodiče otvárajú veľké vyhliadky v technológii.- Pribl. preklad.

Hlavné laboratórne vybavenie je pracovná plocha, na ktorej sa vykonávajú všetky experimentálne práce.

Každé laboratórium by malo mať dobré vetranie. Vyžaduje sa digestor, v ktorom sa všetky práce vykonávajú pomocou páchnucich alebo toxických zlúčenín, ako aj horiacich organických látok v téglikoch.

V špeciálnom digestore, v ktorom sa nevykonávajú práce súvisiace s kúrením, sú uložené prchavé, škodlivé alebo zapáchajúce látky (tekutý bróm, koncentrovaná kyselina dusičná a chlorovodíková a pod.).

), ako aj horľavé látky (sírouhlík, éter, benzén atď.).

Laboratórium potrebuje vodovod, kanalizáciu, technický prúd, plynové rozvody a ohrievače vody. Je tiež žiaduce mať prívod stlačeného vzduchu, vákuové vedenie, prívod horúcej vody a pary.

Ak nie je špeciálna dodávka, na výrobu teplej vody sa používajú ohrievače vody rôznych systémov.

Pomocou týchto prístrojov vyhrievaných elektrinou alebo plynom je možné rýchlo získať prúd horúcej vody s teplotou takmer 100°C.

Laboratórium musí mať zariadenia na destiláciu (alebo demineralizáciu) vody, pretože v laboratóriu nie je možné pracovať bez destilovanej alebo demineralizovanej vody. V prípadoch, keď je získanie destilovanej vody ťažké alebo nemožné, sa používa komerčná destilovaná voda.

V blízkosti pracovných stolov a umývadiel na vypúšťanie nepotrebných roztokov, činidiel atď. musia byť hlinené nádoby s objemom 10-15 litrov, ako aj koše na rozbité sklo, papier a iný suchý odpad.

Okrem pracovných stolov by laboratórium malo mať stôl, kde sú uložené všetky zošity a poznámky, a ak je to potrebné, aj titulnú tabuľku. V blízkosti pracovných stolov by mali byť vysoké stoličky alebo stoličky.

Analytické váhy a nástroje vyžadujúce stacionárnu inštaláciu (elektrometrické, optické atď.) sú umiestnené v samostatnej miestnosti spojenej s laboratóriom a pre analytické váhy by mala byť vyčlenená špeciálna vážiaca miestnosť. Je žiaduce, aby bola vážiaca miestnosť umiestnená s oknami na sever. Je to dôležité, pretože váhy nesmú byť vystavené slnečnému žiareniu („Váhy a váženie“).

V laboratóriu musíte mať aj najpotrebnejšie referenčné knihy, príručky a učebnice, pretože počas práce je často potrebný tón alebo iné informácie.

pozri tiež

Strana 3

Chemické sklo používané v laboratóriách možno rozdeliť do niekoľkých skupín. Podľa účelu možno riad rozdeliť na všeobecný, špeciálny a odmerný riad. Podľa materiálu - na riad z obyčajného skla, špeciálneho skla, kremeňa.

Do skupiny. položky na všeobecné použitie zahŕňajú položky, ktoré by mali byť vždy v laboratóriách a bez ktorých sa väčšina práce nedá vykonať. Sú to: skúmavky, jednoduché a oddeľovacie lieviky, poháre, banky s plochým dnom, kryštalizátory, kužeľové banky (Erlenmeyerove banky), Bunsenove banky, chladničky, retorty, banky na destilovanú vodu, odpaliská, kohútiky.

Skupina špeciálneho určenia zahŕňa položky, ktoré sa používajú na jeden účel, napríklad: Kippov prístroj, Sok-rally prístroj, Kjeldahlov prístroj, spätné banky, Wulffove banky, Tiščenkove banky, pyknometre, hustomery, Drexelovy banky, Kali zariadenia. , tester oxidu uhličitého, banky s guľatým dnom, špeciálne chladničky, tester molekulovej hmotnosti, tester teploty topenia a varu atď.

Objemové náčinie zahŕňa: odmerné valce a kadičky, pipety, byrety a odmerné banky.

Na začiatok vám odporúčame pozrieť si nasledujúce video, kde sú stručne a jednoducho zvážené hlavné typy chemického skla.

pozri tiež:

Riad na všeobecné použitie

Skúmavky (obr. 18) sú úzke cylindrické nádobky so zaobleným dnom; dodávajú sa v rôznych veľkostiach a priemeroch a z rôznych skiel. Bežné“ laboratórne skúmavky sú vyrobené z taviteľného skla, ale pre špeciálne práce, keď je potrebný ohrev na vysoké teploty, sú skúmavky vyrobené zo žiaruvzdorného skla alebo kremeňa.

Okrem obyčajných jednoduchých skúmaviek sa používajú aj kónické skúmavky so stupnicou a odstredivkou.

Používané skúmavky sú uložené v špeciálnych drevených, plastových alebo kovových stojanoch (obr. 19).

Ryža. 18. Obyčajné a odstupňované rúrky

Ryža. 20. Pridávanie práškových látok do skúmavky.

Skúmavky sa používajú hlavne na analytické alebo mikrochemické práce. Pri vykonávaní reakcií v skúmavke by sa reagencie nemali používať v príliš veľkých množstvách. Je absolútne neprijateľné, aby bola skúmavka naplnená až po okraj.

Reakcia sa uskutočňuje s malými množstvami látok; Stačí 1/4 alebo aj 1/8 kapacity skúmavky. Niekedy je potrebné vložiť do skúmavky pevnú látku (prášky, kryštály atď.).

), na tento účel sa pás papiera so šírkou o niečo menšou ako je priemer skúmavky prehne na polovicu dĺžky a do výslednej naberačky sa naleje požadované množstvo tuhej látky. Rúrka sa drží v ľavej ruke, nakloní sa vodorovne a naberačka sa do nej zasunie takmer až po dno (obr. 20).

Potom sa skúmavka umiestni zvisle, ale aj zľahka na ňu narazí. Keď sa všetka tuhá látka vyleje, papierová naberačka sa vyberie.

Ak chcete premiešať naliate reagencie, držte skúmavku palcom a ukazovákom ľavej ruky za horný koniec a podoprite ju prostredníkom a ukazovákom pravej ruky udrite do spodnej časti skúmavky šikmý úder. To stačí na to, aby sa obsah dobre premiešal.

Je absolútne neprijateľné uzavrieť skúmavku prstom a pretrepať ju v tejto forme; v tomto prípade je možné nielen zaviesť niečo cudzie do kvapaliny v skúmavke, ale niekedy poškodiť pokožku prsta, popáliť sa atď.

Ak je skúmavka plná tekutiny viac ako do polovice, obsah premiešajte sklenenou tyčinkou.

Ak je potrebné trubicu zahriať, mala by byť upnutá v držiaku.

Keď je skúmavka slabo a silne zahriata, kvapalina z nej rýchlo vrie a vystrekne, takže ju musíte opatrne zohriať. Keď sa začnú objavovať bubliny, skúmavku odložte a nedržte ju v plameni. horáku, ale v jeho blízkosti alebo nad ním, pokračujte v ohreve horúcim vzduchom. Pri zahrievaní by mal byť otvorený koniec skúmavky otočený smerom od pracovníka a od susedov na stole.

Keď nie je potrebné silné zahrievanie, je lepšie spustiť skúmavku s ohriatou kvapalinou do horúcej vody. Ak pracujete s malými skúmavkami (na semimikroanalýzu), potom sa zahrievajú iba v horúcej vode naliatej do sklenenej kadičky vhodnej veľkosti (kapacita nie väčšia ako 100 ml).

Lieviky sa používajú na transfúziu - tekutiny, na filtrovanie a pod. Chemické lieviky sa vyrábajú v rôznych veľkostiach, ich horný priemer je 35, 55, 70, 100, 150, 200, 250 a 300 mm.

Bežné lieviky majú hladkú vnútornú stenu, ale niekedy sa na zrýchlenú filtráciu používajú lieviky s rebrovaným vnútorným povrchom.

Filtračné lieviky majú vždy uhol 60° a zrezaný dlhý koniec.

Počas prevádzky sú lieviky inštalované buď v špeciálnom stojane alebo v prstenci na klasickom laboratórnom stojane (obr. 21).

Na prefiltrovanie do pohára je účelné vyrobiť jednoduchý držiak na lievik (obr. 22), na ktorý sa z hliníkového plechu vyreže pás dlhý 70-80 lsh a široký 20 mm s hrúbkou cca. 2 mm.

Na jednom z koncov pásu je vyvŕtaný otvor s priemerom 12-13 mm a pás je ohnutý, ako je znázornené na obr. 22, a. Ako pripevniť lievik na sklo je znázornené na obr. 22b.

Pri nalievaní tekutiny do fľaše alebo banky nenapĺňajte lievik až po okraj.

Ak je lievik pevne pripevnený k hrdlu nádoby, do ktorej sa nalieva kvapalina, potom je transfúzia náročná, pretože vo vnútri nádoby sa vytvára zvýšený tlak. Preto je potrebné z času na čas zdvihnúť lievik.

Ešte lepšie je urobiť medzeru medzi lievikom a hrdlom nádoby tak, že medzi ne vložíte napríklad kúsok papiera. V takom prípade sa musíte uistiť, že sa tesnenie nedostane do nádoby. Je účelnejšie použiť drôtený trojuholník, ktorý môžete urobiť sami.

Tento trojuholník sa umiestni na hrdlo nádoby a potom sa vloží lievik.

Na hrdle misiek sú špeciálne gumené alebo plastové trysky, ktoré zabezpečujú komunikáciu medzi vnútrom banky a vonkajšou atmosférou (obr. 23).

Ryža. 21. Posilnenie skleneného chemického lievika

Ryža. 22. Zariadenie na upevnenie lievika na sklo, v statíve.

Pre analytickú prácu pri filtrovaní je lepšie použiť analytické lieviky (obr. 24). Zvláštnosťou týchto lievikov je, že majú predĺžený zrezaný koniec, ktorého vnútorný priemer je v hornej časti menší ako v spodnej časti; tento dizajn urýchľuje filtrovanie.

Okrem toho existujú analytické lieviky s rebrovaným vnútorným povrchom, ktorý podopiera filter, a so sférickou expanziou v mieste, kde lievik prechádza do trubice. Nálevky tejto konštrukcie zrýchľujú proces filtrácie takmer trojnásobne v porovnaní s konvenčnými nálevkami.

Ryža. 23. Trysky pre hrdlá fliaš. Ryža. 24. Analytický lievik.

Oddeľovacie lieviky(obr. 25) sa používa na oddelenie nemiešateľných kvapalín (napríklad vody a oleja). Majú tvar valca alebo hrušky a vo väčšine prípadov sú vybavené zábrusovou zátkou.

V hornej časti výstupnej trubice je zabrúsený sklenený uzatvárací kohút. Kapacita oddeľovacích lievikov je rôzna (od 50 ml po niekoľko litrov), v závislosti od kapacity sa mení aj hrúbka steny.

Čím menšia je kapacita lievika, tým tenšie sú jeho steny a naopak.

Počas prevádzky sa deliace lieviky v závislosti od kapacity a tvaru zosilňujú rôznymi spôsobmi. Valcový lievik s malou kapacitou sa dá jednoducho upevniť do nohy. Veľké lieviky sú umiestnené medzi dvoma krúžkami.

Spodná časť valcového lievika by mala spočívať na krúžku, ktorého priemer je o niečo menší ako priemer lievika, horný krúžok má o niečo väčší priemer.

Ak lievik osciluje, medzi krúžok a lievik by sa mala umiestniť korková platňa.

Oddeľovací lievik hruškovitého tvaru je upevnený na prstenci, jeho hrdlo je upnuté nôžkou. Lievik sa vždy najskôr upevní a až potom sa do neho nalejú tekutiny, ktoré sa majú oddeliť.

Skvapkávacie lieviky (obr. 26) sa líšia od deliacich lievikov tým, že sú ľahšie, tenkostenné a

Ryža. 25. Oddeľovacie lieviky. ryža. 26. Odkvapkávacie lieviky.

Vo väčšine prípadov s dlhým koncom. Tieto lieviky sa používajú v mnohých prácach, keď sa látka pridáva do reakčnej hmoty v malých dávkach alebo po kvapkách. Preto sú zvyčajne súčasťou nástroja. Lieviky sú upevnené v hrdle banky na tenkej časti alebo korkovou alebo gumenou zátkou.

Pred prácou s oddeľovacím alebo odkvapkávacím lievikom je potrebné časť skleneného kohútika dôkladne namazať vazelínou alebo špeciálnym mazivom.

Vďaka tomu je možné kohútik ľahko a bez námahy otvoriť, čo je veľmi dôležité, pretože pri tesnom otvorení kohútika môže dôjsť k jeho zlomeniu alebo poškodeniu celého zariadenia pri otváraní.

Mazivo sa musí nanášať veľmi tenko, aby sa pri otáčaní kohútika nedostalo do lievikovej trubice alebo do otvoru kohútika.

Pre rovnomernejšie prúdenie kvapiek kvapaliny z kvapkacieho lievika a sledovanie rýchlosti prívodu kvapaliny sa používajú kvapkacie lieviky s tryskou (obr. 27). Takéto lieviky bezprostredne po kohútiku majú rozšírenú časť, ktorá prechádza do rúrky. Kvapalina vstupuje do tejto expanzie cez krátku trubicu cez uzatvárací kohútik a potom do lievikovitej trubice.

Ryža. 27. Odkvapkávací lievik s tryskou

Ryža. 28. Chemické sklá.

Ryža. 29. Plochý lievik s tryskou

SKLENÝ NÁDOB 1 2 3

pozri tiež

Lekcia 25

Archív lekcií › Základné zákony chémie

Lekcia 25" Boyleov-Mariottov zákon» z kurzu « Chémia pre figuríny» zvážte zákon týkajúci sa tlaku a objemu plynu, ako aj grafy tlaku versus objem a objem versus tlak. Dovoľte mi pripomenúť, že v poslednej lekcii „Tlak plynu“ sme skúmali zariadenie a princíp fungovania ortuťového barometra a tiež sme definovali tlak a zvážili jeho meracie jednotky.

Robert Boyle(1627-1691), ktorému vďačíme za prvú prakticky správnu definíciu chemického prvku (dozvieme sa v 6. kapitole), sa zaujímal aj o javy vyskytujúce sa v nádobách so riedkym vzduchom.

Pri vynájdení vákuových púmp na odčerpávanie vzduchu z uzavretých nádob upozornil na vlastnosť, ktorú pozná každý, kto niekedy nafukoval futbalovú komoru alebo opatrne stláčal balón: čím viac je vzduch v uzavretej nádobe stlačený, tým viac odoláva stlačeniu.

Boyle nazval túto nehnuteľnosť " pružnosť» vzduchu a merali ho pomocou jednoduchého prístroja znázorneného na obr. 3.2, a a b.

Boyle utesnil trochu vzduchu ortuťou na uzavretom konci zakrivenej trubice (obr. 3-2, a) a potom tento vzduch stlačil, pričom postupne pridával ortuť do otvoreného konca trubice (obr. 3-2, b).

Tlak vzduchu v uzavretej časti trubice sa rovná súčtu atmosférického tlaku a tlaku ortuťového stĺpca s výškou h (h je výška, o ktorú hladina ortuti na otvorenom konci trubice presahuje hladina ortuti na uzavretom konci). Údaje o meraní tlaku a objemu získané Boylom sú uvedené v tabuľke. 3-1.

Boyle síce neprijal špeciálne opatrenia na udržanie konštantnej teploty plynu, no zdá sa, že pri jeho pokusoch sa menila len nepatrne. Boyle si však všimol, že teplo z plameňa sviečky spôsobuje výrazné zmeny vo vlastnostiach vzduchu.

Analýza údajov o tlaku a objeme vzduchu pri jeho stláčaní

Tabuľka 3-1, ktorý obsahuje Boyleove experimentálne údaje o vzťahu medzi tlakom a objemom pre atmosférický vzduch, sa nachádza pod spojlerom.

Potom, čo výskumník dostane údaje podobné tým, ktoré sú uvedené v tabuľke. 3-1 sa snaží nájsť matematickú rovnicu, ktorá dáva do súvislosti dve vzájomne závislé veličiny, ktoré nameral.

Jedným zo spôsobov, ako získať takúto rovnicu, je graficky vykresliť rôzne mocniny jednej veličiny proti druhej v nádeji, že získame priamy čiarový graf.

Všeobecná rovnica priamky je:

kde x a y sú súvisiace premenné a a a b sú konštantné čísla. Ak b je nula, počiatkom prechádza priamka.

Na obr. 3-3 sú znázornené rôzne spôsoby grafického znázornenia údajov pre tlak P a objem V, uvedené v tabuľke. 3-1.

Grafy P verzus 1/K a V verzus 1/P sú priame čiary prechádzajúce počiatkom.

Závislosť log P verzus log V je tiež negatívne naklonená priamka, ktorej dotyčnica uhla je -1. Všetky tieto tri grafy vedú k ekvivalentným rovniciam:

• P \u003d a / V (3-3a)
• V = a / P (3-3b)

• lg V \u003d lg a - lg P (3-3c)

Každá z týchto rovníc je jedným z variantov Boyleov-Mariottov zákon, ktorý je zvyčajne formulovaný takto: pre daný počet mólov plynu je jeho tlak úmerný jeho objemu za predpokladu, že teplota plynu zostáva konštantná.

Mimochodom, pravdepodobne ste sa divili, prečo sa Boyleov-Mariottov zákon nazýva dvojitým menom. Stalo sa tak preto, že tento zákon, nezávisle od Roberta Boyla, ktorý ho objavil v roku 1662, znovu objavil Edme Mariotte v roku 1676. To je všetko.

Keď je vzťah medzi dvoma meranými veličinami taký jednoduchý ako v tomto prípade, dá sa určiť aj numericky.

Ak sa každá hodnota tlaku P vynásobí zodpovedajúcou hodnotou objemu V, je ľahké overiť, že všetky produkty pre danú vzorku plynu pri konštantnej teplote sú približne rovnaké (pozri tabuľku 3-1). Tak sa to dá napísať

Rovnica (3-3g) popisuje hyperbolický vzťah medzi hodnotami P a V (pozri obr. 3-3, a). Aby sme skontrolovali, či graf závislosti P od V na základe experimentálnych údajov skutočne zodpovedá hyperbole, zostrojíme dodatočný graf závislosti súčinu P V od P a uistíme sa, že ide o vodorovnú priamku (pozri obr. 3-3, e).

Boyle zistil, že pre dané množstvo akéhokoľvek plynu pri konštantnej teplote je vzťah medzi tlakom P a objemom V celkom uspokojivo opísaný vzťahom

• P V = konštanta (pri konštantnej T an) (3-4)

Vzorec z Boyle-Mariotteho zákona

Na porovnanie objemov a tlakov tej istej vzorky plynu za rôznych podmienok (ale pri konštantnej teplote) je vhodné znázorniť Boyle-Mariotte zákon v nasledujúcom vzorci:

kde indexy 1 a 2 zodpovedajú dvom rôznym podmienkam.

Príklad 4 Plastové vrecká na potraviny dodávané na náhornú plošinu Colorado Plateau (pozri príklad 3) často prasknú, pretože vzduch v nich expanduje, keď stúpa z hladiny mora do výšky 2500 m, za podmienok zníženého atmosférického tlaku.

Ak predpokladáme, že pri atmosférickom tlaku zodpovedajúcom hladine mora je vo vnútri vaku obsiahnutých 100 cm3 vzduchu, aký objem by mal tento vzduch zaberať pri rovnakej teplote na náhornej plošine Colorado? (Predpokladajme, že zvrásnené vrecká sa používajú na dodávanie produktov, ktoré neobmedzujú expanziu vzduchu; chýbajúce údaje by mali byť prevzaté z príkladu 3.)

Riešenie
Použijeme Boyleov zákon vo forme rovnice (3-5), kde index 1 sa bude vzťahovať na podmienky na hladine mora a index 2 na podmienky vo výške 2500 m nad morom. Potom by sa malo vypočítať P1 = 1 000 atm, V1 = 100 cm3, P2 = 0,750 atm a V2. takze

22. Zákon Boyle-Mariotte

Jedným z ideálnych zákonov o plyne je zákon Boyle-Mariotte, ktorý znie: súčin tlaku P na objem V plynu pri konštantnej hmotnosti plynu a teplote je konštantná. Táto rovnosť sa nazýva izotermické rovnice. Izoterma je na PV-diagrame stavu plynu znázornená ako hyperbola a v závislosti od teploty plynu zaujíma jednu alebo druhú polohu. Proces prebiehajúci o T= konšt., tzv izotermický. Plyn pri T= const má konštantnú vnútornú energiu U. Ak sa plyn izotermicky rozpína, potom všetko teplo ide na prácu. Práca vykonaná izotermicky expandujúcim plynom sa rovná množstvu tepla, ktoré sa musí odovzdať plynu, aby ju vykonal:

dA= dQ= PdV,

kde d ALE- elementárna práca;

dv- elementárny objem;

P- tlak. Ak V 1 > V 2 a P 1< P 2 , то газ сжимается, и работа принимает отрицательное значение. Для того чтобы условие T= konst bola splnená, je potrebné považovať zmeny tlaku a objemu za nekonečne pomalé. Požiadavka je aj na médium, v ktorom sa plyn nachádza: musí mať dostatočne veľkú tepelnú kapacitu. Vzorce na výpočet sú vhodné aj v prípade dodávky tepelnej energie do systému. Stlačiteľnosť plyn sa nazýva jeho vlastnosť meniť objem so zmenou tlaku. Každá látka má faktor stlačiteľnosti, a rovná sa:

c = 1 / V O (dV / CP) T ,

tu sa odvodzuje T= konšt.

Zavádza sa faktor stlačiteľnosti na charakterizáciu zmeny objemu so zmenou tlaku. Pre ideálny plyn sa rovná:

c = -1 / P.

V SI má súčiniteľ stlačiteľnosti tieto rozmery: [c] = m 2 /N.

Tento text je úvodným dielom. Z knihy Kreativita ako exaktná veda [Teória invenčného riešenia problémov] autora Altshuller Heinrich Saulovich

1. Zákon úplnosti častí systému Nevyhnutnou podmienkou základnej životaschopnosti technického systému je prítomnosť a minimálny výkon hlavných častí systému. Každý technický systém musí obsahovať štyri hlavné časti: motor,

Z knihy Interface: New Directions in Computer System Design autor Ruskin Jeff

2. Zákon „energetickej vodivosti“ systému Nevyhnutnou podmienkou základnej životaschopnosti technického systému je priechod energie všetkými časťami systému. Každý technický systém je menič energie. Preto je zrejmé

Z knihy Inštrumentácia autor Babaev M A

6. Zákon prechodu do supersystému Po vyčerpaní možností rozvoja sa systém zaraďuje do supersystému ako jedna z častí; zároveň ďalší vývoj prebieha na úrovni supersystému. O tomto zákone sme už hovorili. Prejdime k dynamike. Zahŕňa zákony, ktoré

Z knihy Tepelná technika autora Burkhanová Natália

7. Zákon prechodu z makroúrovne na mikroúroveň Vývoj pracovných orgánov systému prechádza najskôr na makro a potom na mikroúroveň. Vo väčšine moderných technických systémov sú pracovnými orgánmi „kusy železa“, napríklad vrtule lietadiel, kolesá automobilov, frézy

Z knihy Computational Linguistics for All: Myths. Algoritmy. Jazyk autora Anisimov Anatolij Vasilievič

8. Zákon zvyšovania stupňa su-poľa Vývoj technických systémov ide smerom zvyšovania stupňa su-poľa. Význam tohto zákona je, že systémy, ktoré nie sú su-poľom, majú tendenciu stať sa su-poľom a v systémoch su-poľa ide vývoj smerom

Z knihy Fenomén vedy [Kybernetický prístup k evolúcii] autora Turchin Valentin Fedorovič

Z knihy Nanotechnológie [Science, Innovation and Opportunity] od Foster Lynn

4.4.1. Fittsov zákon Predstavme si, že presuniete kurzor na tlačidlo zobrazené na obrazovke. Cieľom tohto pohybu je tlačidlo. Dĺžka priamky spájajúcej počiatočnú polohu kurzora a najbližší bod cieľového objektu je definovaná vo Fittsovom zákone ako vzdialenosť. Na

Z knihy História významných objavov a vynálezov (elektrotechnika, elektroenergetika, rádioelektronika) autora Shneiberg Ján Abramovič

4.4.2. Hickov zákon Pred presunom kurzora na cieľ alebo vykonaním akejkoľvek inej akcie zo súboru možností musí používateľ vybrať daný objekt alebo akciu. Hickov zákon hovorí, že keď je na výber n možností, je čas si vybrať

Z knihy autora

9. Poissonov a Gaussov zákon rozdelenia Poissonov zákon. Iný názov pre to je zákon ra-určenia zriedkavých udalostí. Poissonov zákon (P.P.) sa uplatňuje v prípadoch, keď je to málo pravdepodobné, a preto je použitie B / Z / R nevhodné.Výhody zákona sú: pohodlnosť v

Z knihy autora

23. Gay-Lussacov zákon Gay-Lussacov zákon hovorí: pomer objemu plynu k jeho teplote pri konštantnom tlaku plynu a jeho hmotnosti je konštantný.V / T = m / MO R / P = const pri P = konšt. m = konštantný názov izobarovej rovnice. Izobara je na PV diagrame znázornená priamkou,

Z knihy autora

24. Charlesov zákon Charlesov zákon hovorí, že pomer tlaku plynu k jeho teplote je konštantný, ak objem a hmotnosť plynu sú nezmenené: P / T = m / MО R / V = ​​​​const at V = const, m = konštanta .Izochóra je na PV diagrame znázornená ako priamka rovnobežná s osou P a

Z knihy autora

30. Zákon zachovania a premeny energie Prvý termodynamický zákon je založený na univerzálnom zákone zachovania a premeny energie, ktorý stanovuje, že energia nevzniká ani nezaniká Telesá zúčastňujúce sa termodynamického procesu na seba navzájom pôsobia.

Z knihy autora

ŽABIA PRINCEZNÁ A ZÁKON STABILITY Ako už bolo zdôraznené vyššie (zákon abstrakcie), primitívne myslenie bolo schopné analyzovať konkrétne javy a syntetizovať nové abstraktné systémy. Pretože každý objekt skonštruovaný vedomím bol vnímaný ako živý a živý

Z knihy autora

1.1. Základný zákon evolúcie V procese evolúcie života, pokiaľ vieme, vždy dochádzalo a v súčasnosti dochádza k zvyšovaniu celkovej hmotnosti živej hmoty a ku komplikáciám jej organizácie. Príroda, ktorá komplikuje organizáciu biologických formácií, koná podľa metódy pokusov a

Z knihy autora

4.2. Moorov zákon Vo svojej najjednoduchšej forme je Moorov zákon výrokom, že hustota tranzistorového obvodu sa zdvojnásobuje každých 18 mesiacov. Autorstvo zákona sa pripisuje jednému zo zakladateľov známej spoločnosti Intel Gordonovi Mooreovi. Presne povedané, v

Kvantitatívny vzťah medzi objemom a tlakom plynu prvýkrát stanovil Robert Boyle v roku 1662. * Boyle-Mariottov zákon hovorí, že pri konštantnej teplote je objem plynu nepriamo úmerný jeho tlaku. Tento zákon sa vzťahuje na akékoľvek pevné množstvo plynu. Ako je možné vidieť na obr. 3.2, jeho grafické znázornenie môže byť odlišné. Graf vľavo ukazuje, že pri nízkom tlaku je objem pevného množstva plynu veľký. Objem plynu sa zmenšuje so zvyšovaním jeho tlaku. Matematicky je to napísané takto:

Boyle-Mariottov zákon sa však zvyčajne píše vo forme

Takýto záznam umožňuje napríklad poznať počiatočný objem plynu V1 a jeho tlak p na výpočet tlaku p2 v novom objeme V2.

Gay-Lussacov zákon (Karlov zákon)

V roku 1787 Charles ukázal, že pri konštantnom tlaku sa objem plynu mení (úmerne jeho teplote. Táto závislosť je graficky znázornená na obr. 3.3, z ktorého je zrejmé, že objem plynu je lineárne závislý na jej teplotu. V matematickej forme je táto závislosť vyjadrená takto:

Charlesov zákon je často napísaný v inej forme:

V1IT1 = V2T1(2)

Charlesov zákon vylepšil J. Gay-Lussac, ktorý v roku 1802 zistil, že objem plynu sa pri zmene jeho teploty o 1°C zmení o 1/273 objemu, ktorý zaberal pri 0°C. Z toho vyplýva, že ak vezmeme ľubovoľný objem ľubovoľného plynu pri 0°C a pri konštantnom tlaku znížime jeho teplotu o 273°C, tak výsledný objem bude rovný nule. To zodpovedá teplote -273°C alebo 0 K. Táto teplota sa nazýva absolútna nula. V skutočnosti sa to nedá dosiahnuť. Na obr. Obrázok 3.3 ukazuje, ako extrapolácia grafov objemu plynu oproti teplote vedie k nulovému objemu pri 0 K.

Absolútna nula je, prísne vzaté, nedosiahnuteľná. V laboratórnych podmienkach je však možné dosiahnuť teploty, ktoré sa od absolútnej nuly líšia len o 0,001 K. Pri takýchto teplotách sa náhodné pohyby molekúl prakticky zastavia. Výsledkom sú úžasné vlastnosti. Napríklad kovy ochladené na teploty blízke absolútnej nule takmer úplne stratia svoj elektrický odpor a stanú sa supravodivými*. Príkladom látok s inými nezvyčajnými nízkoteplotnými vlastnosťami je hélium. Pri teplotách blízkych absolútnej nule hélium stráca svoju viskozitu a stáva sa supratekutým.

* V roku 1987 boli objavené látky (keramika spekaná z oxidov lantanoidových prvkov, bária a medi), ktoré sa stávajú supravodivými pri relatívne vysokých teplotách, rádovo 100 K (-173 °C). Tieto "vysokoteplotné" supravodiče otvárajú veľké vyhliadky v technológii.- Pribl. preklad.