Номер 2, страница 83 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 11. Агрегатные состояния веществ и фазовые переходы - номер 2, страница 83.

Условие.

2. Что такое идеальный газ? Как связаны параметры, описывающие его состояния?

Решение.

Решение 2.

Что такое идеальный газ?

Идеальный газ — это теоретическая (математическая) модель газа, которая основана на следующих допущениях:

• Частицы газа (молекулы или атомы) являются материальными точками, то есть их размеры пренебрежимо малы по сравнению с расстояниями между ними и объемом сосуда.
• Между частицами газа отсутствуют силы притяжения или отталкивания на расстоянии. Их потенциальная энергия взаимодействия равна нулю. Взаимодействие частиц сводится только к кратковременным столкновениям.
• Столкновения частиц друг с другом и со стенками сосуда являются абсолютно упругими, то есть при столкновениях полная кинетическая энергия системы сохраняется.

Эта модель хорошо описывает поведение реальных газов при низких давлениях и высоких температурах, когда расстояние между молекулами велико, а энергия их теплового движения значительно превышает энергию взаимодействия.

Ответ: Идеальный газ — это модель газа, в которой пренебрегают размерами частиц и силами взаимодействия между ними, а их столкновения считают абсолютно упругими.

Как связаны параметры, описывающие его состояния?

Состояние идеального газа описывается тремя основными макроскопическими параметрами: давлением $\text{P}$, объемом $\text{V}$ и абсолютной температурой $\text{T}$. Связь между этими параметрами для определенного количества вещества $\nu$ устанавливается уравнением состояния идеального газа, также известным как уравнение Менделеева–Клапейрона:

$PV = \nu RT$

где:
$\text{P}$ — давление газа (в Паскалях, Па);
$\text{V}$ — объем газа (в кубических метрах, м³);
$\nu$ — количество вещества (в молях, моль);
$\text{R}$ — универсальная газовая постоянная ($R \approx 8.31$ Дж/(моль·К));
$\text{T}$ — абсолютная температура (в Кельвинах, К).

Это уравнение показывает, что для данного количества газа произведение его давления на объем прямо пропорционально его абсолютной температуре.

Для газа постоянной массы ($\nu = \text{const}$) это соотношение можно записать в форме объединенного газового закона (закона Клапейрона), который связывает параметры газа в двух разных состояниях (1 и 2):

$\frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2}$ или $\frac{PV}{T} = \text{const}$

Ответ: Параметры состояния идеального газа (давление $\text{P}$, объем $\text{V}$, абсолютная температура $\text{T}$) и количество вещества $\nu$ связаны уравнением состояния идеального газа (уравнением Менделеева–Клапейрона): $PV = \nu RT$, где $\text{R}$ — универсальная газовая постоянная.