уравнение состояния идеального газа в форме pv = nrt или p = nkt может быть обосновано и кинетической теории газов. на основе кинетического подхода сравнительно просто выводится выражение для давления идеального газа в сосуде, которое получается как результат усреднения импульсов молекул, передаваемых стенке сосуда при многочисленных соударениях молекул со стенкой. величина получаемого при этом давления определяется как
,
где бv 2с – среднее значение квадрата скорости молекул, m – масса молекулы.
средняя кинетическая энергия молекул газа (в расчете на одну молекулу) определяется выражением
кинетическая энергия поступательного движения атомов и молекул, усредненная по огромному числу беспорядочно движущихся частиц, является мерилом того, что называется температурой. если температура t измеряется в градусах кельвина (к), то связь ее с ek дается соотношением
это соотношение позволяет, в частности, придать более отчетливый смысл постоянной больцмана
внутренняя энергия идеального газа.
в теории идеального газа потенциальная энергия взаимодействия молекул считается равной нулю. поэтому внутренняя энергия идеального газа определяется кинетической энергией движения всех его молекул. средняя энергия движения одной молекулы равна
так как в одном киломоле содержится молекул, то внутренняя энергия одного киломоля газа будет
учитывая, что, получим
для любой массы m газа, т.е. для любого числа киломолей внутренняя энергия
из этого выражения следует, что внутренняя энергия является однозначной функцией состояния и, следовательно, при совершении системой любого процесса, в результате которого система возвращается в исходное состояние, полное изменение внутренней энергии равно нулю. это записывается в виде тождества
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос: