Номер 4, страница 222 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 40. Молекулярно-кинетическая теория и газовые законы. Вопросы - номер 4, страница 222.

Условие.

4. При каких условиях выполняются газовые законы?

Решение.

4. При каких условиях выполняются газовые законы?

Решение
Газовые законы (такие как закон Бойля-Мариотта, закон Шарля и закон Гей-Люссака, а также их обобщение — уравнение Клапейрона-Менделеева) были выведены для физической модели, называемой идеальным газом. Следовательно, они строго выполняются только для этой модели.

Идеальный газ – это теоретическая модель газа, обладающая следующими свойствами:
1. Молекулы газа не имеют объема, они рассматриваются как материальные точки.
2. Между молекулами отсутствуют силы притяжения или отталкивания на расстоянии; взаимодействие происходит только в виде абсолютно упругих столкновений.

Реальные газы отличаются от идеальных, поскольку их молекулы имеют конечный размер и между ними существуют силы межмолекулярного взаимодействия. Однако при определенных условиях поведение реального газа становится очень близким к поведению идеального. Эти условия следующие:

1. Низкое давление. При низком давлении концентрация молекул мала, и среднее расстояние между ними значительно превышает их размеры. В этом случае собственным объемом молекул можно пренебречь по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ. Также на больших расстояниях силы межмолекулярного взаимодействия очень слабы.

2. Высокая температура. При высокой температуре средняя кинетическая энергия теплового движения молекул ($E_k \approx kT$) становится намного больше потенциальной энергии их взаимодействия. Молекулы движутся с такими большими скоростями, что время их взаимодействия при сближении очень мало, и силами притяжения можно пренебречь.

Таким образом, газовые законы наиболее точно описывают состояние разреженных газов, то есть газов при давлениях, близких к атмосферному или ниже, и температурах, достаточно высоких и далеких от точки сжижения данного газа.

Ответ: Газовые законы в строгом смысле выполняются для модели идеального газа. Для реальных газов они являются хорошим приближением при условиях низкого давления и высокой температуры, когда газ можно считать разреженным.