Ideālas gāzes likums

Ideālas gāzes likums ir hipotētiskās ideālās gāzes stāvokļa vienādojums. To var izmantot arī reālām gāzēm zemā spiedienā un augstā temperatūrā, lai noteiktu sakarību starp temperatūru, spiedienu un tilpumu. Tas ir Boila—Mariota, Šarla un Gē-Lisaka likumu apvienojums ar Avogadro likumu.

Ideālās gāzes izotermas

Pirmais to izteica francūzis Benuā Klapeirons (Benoît Émile Clapeyron) 1834. gadā.^[1] 1874. gadā krievs Dmitrijs Mendeļejevs likumā ieviesa universālo gāzu konstanti R, tā aizvietojot lielo daudzumu specifisko gāzu konstanšu.^[2][3][4]

Vienādojums

Ierastais matemātiskais ideālās gāzes likuma pieraksts ir šāds:

${\displaystyle pV=nRT\,}$

kur:

• p — gāzes spiediens (Pa)
• V — gāzes tilpums (m³)
• n — vielas daudzums (mol)
• R — universālā gāzu konstante
• T — gāzes absolūtā temperatūra (K)

Molārā forma

Aizvietojot n ar m / M, iegūst šādu vienādojumu, kā arī ieviešot blīvumu ρ = m/V:

${\displaystyle \ pV={\frac {m}{M}}RT}$

${\displaystyle \ p=\rho {\frac {R}{M}}T}$

kur:

• m — gāzes masa (g)
• M — gāzes molmasa (g/mol)
• ρ — gāzes blīvums (kg/m³)

Statistiskā mehānika

Statistiskajā mehānikā ideālās gāzes likumu pieraksta šādi:

${\displaystyle \ pV=NkT}$

• N — koncentrācija
• k — Bolcmaņa konstante

Termodinamiskie procesi

Process	Konstantais lielums	Zināmā attiecība	P2	V2	T2
Izobārisks process	Spiediens	V2/V1	P2 = P1	V2 = V1(T2/T1)	T2 = T1(V2/V1)
		T2/T1	P2 = P1	V2 = V1(T2/T1)	T2 = T1(T2/T1)
Izohorisks process	Tilpums	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1	T2 = T1(P2/P1)
		T2/T1	P2 = P1(T2/T1)	V2 = V1	T2 = T1(T2/T1)
Izotermisks process	Temperatūra	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1/(P2/P1)	T2 = T1
		V2/V1	P2 = P1/(V2/V1)	V2 = V1(V2/V1)	T2 = T1
Izentropisks process (atgriezenisks adiabātisks process)	Entropija	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1(P2/P1)(−1/γ)	T2 = T1(P2/P1)(1 − 1/γ)
		V2/V1	P2 = P1(V2/V1)−γ	V2 = V1(V2/V1)	T2 = T1(V2/V1)(1 − γ)
		T2/T1	P2 = P1(T2/T1)γ/(γ − 1)	V2 = V1(T2/T1)1/(1 − γ)	T2 = T1(T2/T1)
Politropisks process	P Vn	P2/P1	P2 = P1(P2/P1)	V2 = V1(P2/P1)(-1/n)	T2 = T1(P2/P1)(1 - 1/n)
		V2/V1	P2 = P1(V2/V1)−n	V2 = V1(V2/V1)	T2 = T1(V2/V1)(1−n)
		T2/T1	P2 = P1(T2/T1)n/(n − 1)	V2 = V1(T2/T1)1/(1 − n)	T2 = T1(T2/T1)

Atsauces

1. Clapeyron, E. (1834). "Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur". Journal de l'École Polytechnique XIV: 153–90. (franciski) Facsimile at the Bibliothèque nationale de France (pp. 153–90).
2. Mendeleev, D. I. (1874). "О сжимаемости газов (On the compressibility of gases)". Russian Journal of Chemical Society and the Physical Society 6: 309–352. (krieviski) (From the Laboratory of the University of St. Petersburg).
3. Mendeleev, D. I. (1875). Об упругости газов (On the elasticity of gases). (krieviski) Facsimile at the Bibliothèque nationale de France
4. Mendeleef D. (1877). "Researches on Mariotte's Law". Nature 15 (388): 498–500. doi: 10.1038/015498a0.

Ārējās saites

• Ideālas gāzes stāvokļa vienādojuma kalkulators