Газовые законы

Величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета их молекулярного строения (V, p, t), называют макроскопическими параметрами.
Тепловое равновесие – такое состояние тела, при котором его макроскопические параметры не меняются длительное время.
Температура – мера теплового равновесия тела или системы тел. И сведения о температурах двух тел дают нам представление о направлении перехода тепла – от более нагретого тела к менее нагретому.

Распространённые в быту термометры – ртутные, спиртовые и т.д. – не отвечают физическим стандартам измерения температур.
Причины:
Различные термометры используют различные вещества в качестве индикатора, поэтому на одно и то же изменение температуры в зависимости от свойств конкретного вещества термометры реагируют по-разному;
Произвольность выбора начала отсчёта шкалы температур.

По шкале Цельсия, при градуировке термометра берется за 0 температура тающего льда, а за 100 - температуру кипения воды и затем делят шкалу на 100 равных частей, называемых градусами.
Т.к различные жидкости расширяются при нагревании не одинаково, то и градусы спиртового и ртутного термометров будут отличаться.

Поэтому для работы с физическими величинами необходима абсолютная шкала.
Эту шкалу ввёл в 1848 г английский физик лорд Кельвин. Зная, что при росте температур скорость движения молекул и атомов тоже растёт, нетрудно установить, что при уменьшении температур скорость будет падать и при определённой температуре рано или поздно станет нулём, как и давление (исходя и основного уравнения МКТ). Эту температуру и выбрали за начало отсчёта. Температура не может достигнуть значения меньше этого значения, поэтому оно получило название «абсолютный ноль температур».

Обозначение температуры: Т
Единица измерения: К, «кельвин»
Перевод к шкале Кельвина: 1К= 1⸰С+273
Абсолютный ноль температур – это температура Т=0К=-273 ⸰С

Температура является мерой средней кинетической энергией поступательного движения.

Количественные зависимости между двумя параметрами газа называю газовыми законами.
Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами.
Изопроцесс – идеализированная модель реального процесса, которая только приближенно отражает действительность.

Изотермический процесс – процесс перехода идеального газа из одного состояния в другое без изменения температуры. Закон, описывающий связь меду параметрами газа при таком процессе, называется закон Бойля-Мариотта в честь двух учёных, практически одновременно выведших его: англичанина Роберта Бойля и француза Эдма Мариотта.
PV=const при T=const
Для газа данной массы при постоянной температуре произведение давления на его объём постоянно.

При увеличении объёма наблюдается уменьшение давления, и наоборот.
График зависимости давления газа от объёма при постоянной температуре называется изотермой.
Изотерма газа изображает обратно пропорциональную зависимость между давлением и объёмом.

При увеличении температуры наблюдается увеличение объёма, и наоборот.
График зависимости меняющихся величин в уравнении, то есть T и V называется изобарой.
В области низких температур все изобары идеального газа сходятся в точке Т=0. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния не применимо. Поэтому, начиная с некоторого значения температуры, зависимость объёма от температуры проводится на графике пунктирной линией.

При увеличении температуры наблюдается увеличение давления, и наоборот.
График зависимости меняющихся величин в уравнении, то есть T и P, имеет следующий вид и называется изохорой.
Все изохоры идеального газа начинаются в точке Т=0. Значит, давление идеального газа при абсолютном нуле равно нулю.