Legge di Clapeyron-Mendeleev: formula, formulazione, uso
Ogni scolaro che studia nel decimo anno, durante una delle lezioni di fisica, studia la legge di Clapeyron-Mendeleev, la sua formula, la sua formulazione e impara a usarlo per risolvere i problemi. Nelle università tecniche, questo argomento è anche incluso nel corso delle lezioni e del lavoro pratico, e in diverse discipline, e non solo in fisica. La legge di Clapeyron-Mendeleev è attivamente utilizzata in termodinamica nella compilazione delle equazioni di stato di un gas ideale.
Termodinamica, termodinamica stati e processi
La termodinamica è sezione della fisica, che è dedicato allo studio delle proprietà generali dei corpi e dei fenomeni termici in questi corpi senza riguardo alla loro struttura molecolare. Pressione, volume e temperatura sono le principali quantità prese in considerazione quando si descrivono i processi termici nei corpi. Un processo termodinamico è un cambiamento nello stato di un sistema, cioè un cambiamento nei suoi valori di base (pressione, volume, temperatura). A seconda che si verifichino cambiamenti delle quantità di base, i sistemi sono l'equilibrio e il non equilibrio. I processi termici (termodinamici) possono essere classificati come segue. Cioè, se un sistema si sposta da uno stato di equilibrio ad un altro, allora tali processi sono chiamati, rispettivamente, equilibrio. I processi di non equilibrio, a loro volta, sono caratterizzati da transizioni di stati di non equilibrio, cioè le quantità di base subiscono cambiamenti. Tuttavia, è possibile dividerli (processi) in reversibili (è possibile una transizione inversa attraverso gli stessi stati) e irreversibili. Tutti gli stati del sistema possono essere descritti da determinate equazioni. Per semplificare i calcoli, la termodinamica introduce un concetto come gas perfetto - una sorta di astrazione, che è caratterizzata dall'assenza di interazione nella distanza tra le molecole, le cui dimensioni possono essere trascurate a causa delle loro piccole dimensioni. Le leggi fondamentali sui gas e l'equazione di Mendeleev-Clapeyron sono strettamente correlate - tutte le leggi seguono l'equazione. Descrivono gli isoprocessi nei sistemi, cioè quei processi in conseguenza dei quali uno dei parametri principali rimane invariato (un processo isocoro - il volume non cambia, l'isoterma - la temperatura è costante, l'isobarico - la temperatura e il volume cambiano sotto pressione costante). La legge di Clapeyron-Mendeleev dovrebbe essere analizzata in modo più dettagliato.
Equazione di stato equazione
La legge Clapeyron-Mendeleev esprime la relazione tra pressione, volume, temperatura, quantità di una sostanza di un gas ideale. È anche possibile esprimere la relazione solo tra i parametri di base, cioè la temperatura assoluta, il volume molare e la pressione. L'essenza non cambia, poiché il volume molare è uguale al rapporto tra il volume e la quantità della sostanza.
Legge di Mendeleev-Clapeyron: formula
L'equazione di stato di un gas ideale è scritta come il prodotto della pressione e del volume molare, equivalente al prodotto della costante universale del gas e della temperatura assoluta. Costante di gas universale - coefficiente di proporzionalità, costante (valore costante), che esprime il lavoro di espansione della talpa nel processo di aumento del valore di temperatura di 1 Kelvin nelle condizioni processo isobarico. Il suo valore è (approssimativamente) 8,314 J / (mol * K). Se esprimiamo il volume molare, otteniamo un'equazione della forma: p * V = (m / M) * R * T. Oppure puoi portare alla forma: p = nkT, dove n è la concentrazione di atomi, e k è la costante di Boltzmann (R / N A ).
Problem solving
La legge di Mendeleev-Clapeyron, la soluzione dei problemi con il suo aiuto facilita notevolmente la parte progettuale nella progettazione di attrezzature. Quando risolvono i problemi, la legge viene applicata in due casi: uno stato di gas e la sua massa sono impostati, e se la massa del gas è sconosciuta, il fatto del suo cambiamento è noto. È necessario tenere conto del fatto che nel caso di sistemi multicomponenti (una miscela di gas) l'equazione di stato è scritta per ciascun componente, cioè per ciascun gas separatamente. Per stabilire la relazione tra la pressione della miscela e le pressioni dei componenti, viene utilizzata la legge di Dalton. Vale anche la pena di ricordare che per ogni stato del gas è descritto da un'equazione separata, allora il sistema di equazioni già ottenuto viene risolto. E infine, è sempre necessario ricordare che nel caso dell'equazione di stato di un gas ideale, la temperatura è un valore assoluto, il suo valore è necessariamente preso in Kelvin. Se nelle condizioni del problema la temperatura viene misurata in gradi Celsius o in qualsiasi altra, allora è necessario tradurre in gradi Kelvin.