Современная химия




Уравнение Клайперона-Менделеева

уравнение клайперона-менделеева

После того, как было установлено экспериментально, что 1 моль любого газа при нормальных условиях (Р = 1 атм = 1,013.105 Па; t =0 °С или Т= 273 К) занимает объем 22,4 л, объединенный газовый закон для одно­го моля любого газа стали записывать так:

Р V = R Т, (1)

где R - универсальная газовая постоянная.

Действительно, объединенный газовый закон для любой по­стоянной массы газа (а значит, и для одного моля газа) имеет вид:

P 1 V 1 / T 1 = P 2 V 2 / T 2 ,

или

PV / T = const ,

но и для одного моля газа const имеет одно и то же значение для всех реальных газов при таких условиях, при которых они ве­дут себя как идеальный газ. Обозначив эту постоянную R , полу­чим уравнение (1).

Газовая постоянная равна работе расширения 1 моля идеаль­ного газа при нагревании на 1 К при постоянном давлении.

Чтобы найти численное значение R , необходимо знать, какой объем занимает газ при каких-либо определенных значениях Р и Т. Проще всего считать условия нормальными, тогда

R = PV / T = P 0 V 0 / T 0

и в системе СИ R = 8,3144 Дж/(моль • К).

Левая часть уравнения (1) увеличи­вается в v раз, так как v молей займут в v раз больший объем, а правая часть не изменится ( R - постоянная величина, а T не за­висит от числа молей). Чтобы уравнение (1) было справедливо для v молей, надо умножить правую часть на v :

PV = vRT , (2)

где v = m / M ; число молей равно общей массе газа, деленной на молярную массу. Подставляя это значение в уравнение (2), по­лучим

PV = m / M . RT (3)

Уравнение идеального газа в форме (2) и (3) называется уравнением Клапейрона-Менделеева, оно выражает взаимосвязь между всеми величинами, характеризующими газ, а поэтому яв­ляется наиболее общим в приближении модели идеального газа.

Из уравнения Клапейрона-Менделеева можно вывести ряд простых, но важных следствий.

1) Многие газовые реакции происходят при постоянных температуре и давлении. При этих условиях

V = (R Т / Р ) • v = const•v. (4)

Уравнение (4) есть не что иное как закон Авогадро, который утверждает, что в равных объемах газов при постоянных температуре и давлении содержится одинаковое число молекул.

2) Другое интересное следствие касается плотности газов. Из уравнения (3) следует, что

ρ = т/ V = (Р/ R Т) • М = const • М (5)

при постоянных давлении и температуре. Это означает, что при этих условиях плотность газа определяется только его молярной массой. Такой результат позволяет ввести понятие относитель­ной плотности одного газа по другому:

D 1 = ρ 1 / ρ 2 = M 1 / M 2 (6)

Эта величина показывает, во сколько раз первый газ тяжелее второго при одинаковых условиях.

3) Если реакция происходит в замкнутом сосуде ( V = const ) при постоянной температуре, то

P = ( RT / V ) • v = const • v . (7)

Это соотношение означает, что в замкнутом сосуде при заданных условиях давление зависит только от общего числа молекул газов.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новинки полимеров:

ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ

News image

- повышенная химическая стойкость в различных промышленных средах; - улучшенные физико-механические характеристики для ответственных узлов машин и ...

НОВЫЙ ШАГ В ПОЛУЧЕНИИ БИОПОЛИМЕРОВ

News image

Преобразовать все основные виды сахара, содержащиеся в овощах, фруктах и садовых отходах, в высококачественную экологичную продукцию, например в био...

ELECLEAR – прозрачные токопроводящие пленки

News image

В течение следующих нескольких лет ожидается расширение рынка сенсорных панелей примерно на 30 процентов. Один только этот рынок потребляет 2,5 милл...

АМОРТИЗИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ИЗ ПОЛИЭФИРНЫХ ВОЛОКОН

News image

Пенополиуретан широко используется благодаря его высоким амортизирующим свойствам, продолжительному сроку службы и хорошей формуемости. Но, с другой...

Новые продукты оргсинтеза:

СИЛИКОНЫ ДЛЯ ОСТЕКЛЕНИЯ

News image

В первую очередь рассмотрим главные технические понятия, с помощью которых приводятся характеристики строительных герметиков. Позже рассмотрим характерные свойства отдельных типов силиконов, фокусир...

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ НОМЕРНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

News image

Продукты органического синтеза и переработки нефти находят применение в различных сферах жизнедеятельности человека. Практика их применения чрезвычайно широка: они являются сырьём для получения разл...

ПРОДУКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ СОЕВЫХ БОБОВ

News image

Высокую питательность соя приобретает только после обработки, в процессе которой разрушаются содержащиеся в ней антипитательные вещества (соин, уреаза, липоксидаза и др.) которые замедляют действия ...

Авторизация



YOU ARE HERE: Главная - Теоретические основы химии - Уравнение Клайперона-Менделеева

Великие химики:

ГАБЕР (Haber), Фриц

News image

Немецкий химик Фриц Габер родился в г. Бреслау (ныне г. Вроцлав, Польша) и был единственным сыном Зигфрида Габера и его первой жены, его кузины Паул...

КАРРЕР (Karrer), Пауль

News image

Швейцарский химик Пауль Каррер родился в Москве, в России, где его отец, в честь которого он был назван Паулем, работал дантистом. Когда мальчику бы...

Институты химии:

Институт химии твердого тела УрО РАН

News image

Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии Наук (ИХТТ УрО РАН) - один из ведущих научных центров фундаментальных и прикла...

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

News image

Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) был основан в конце 1957 г. на базе лаборатории электрохимии расплавленных солей Уральского филиала...