1.Увод
Зависно од уређености-нуређености,односно односа енергије
термалног кретања честица и енергије међумолекулских
интеракција,супстанца може да буде у једном од четири агрегатних
стања: чврстом,течном,гасном и стању гасне плазме.
У чврстом стању супстанца има дефинисан облик и запремину у
течном само запремину,док у гасном стању заузима облик и
запремину суда у коме се налази.
Просечна енергија по молекулу гаса (честици) много је већа од
енергије која одговара енергији међумолекулских
интеракција,молекули се крећу слободно,праволинијски различитим
брзинама између два судара са другим молекулима али и са
зидовима суда у коме се налазе. Растојања између молекула гаса
димензијама самих молекула гаса су велика тако да је запремина
која заузимају сами молекули гаса мала у поређењу са укупном
запремином коју заузима гас,док су судари између молекула
еластични. Између молекула гаса постоји знатан слободан простор
чије постојање је разлог њихове велике стишљивости. Ово представља
идеално стање гаса које у ствари представља скуп материјалних
тачака (честица) занемарљивих запремина које због великих
растојања међусобно не реагују, и које се непрекидно хаотично крећу
у свим правцима.
1
2. Идеално гасно стање
Стање материје описује се параметрима стања,као сто су
притисак,запремина,температура и количина супстанце ( број
молова). Гасни закони ,који су формулисани још у седамнаестом веку,
и затим уопштених у једначину стања, дају везу између ових
параметара.
2.1 Бојл-Мариотов закон
Бојл и Мариот опазили су да је на константној
температурипритисак одређене количине гаса обрнуто сразмеран
његовој запремини.
P
∝
1
V
односноV
∝
1
V
наT konst
На константној температури производ притиска и запремине
одређене количине гаса је константан,односно:
2
Vt и
V
0
запремине гаса на температури t и 0 Целзијусове скале,
α –konstanta
(релативни прираштај запремине) који за све гасове
тежи граничној вредности од
1/283,15, тако да једначина (1.2) постаје:
V
t
=
V
0
(
1
+
t
273
,
15
)
=
V
0
(
273
,
15
+
t
273
,
15
)
У зависности од температуре при константном притиску
P1 < P2 <
P3 < P4 < P5
зависност притиска од температуре при
константној запремини ( V1 < V2 < V3 < V4 < V5 ).
С обзиром на то што релација T = t + 273,15 повезује Келвинову
температурску скалу (температура T ) са Целзијусовом
температурном скалом
(температура t) добија се да је:
V
T
=
V
0
(
T
T
0
)
Однос између притиска и температура при константној запремини
(изохорни процес)
P
T
=
P
0
(
T
T
0
)
4
4. Авогадров закон
Италијански физичар Авогадро (1776-1856) поставио је хипотезу:
једнаке запремине свих гасова на истој температури и притиску имају исти
број молекула.Ово је довело до усвајања појма мола супстанце , који садржи
толико елементарних честица колико има атома у 0,012 килограма
угљеника и појма одговарајуће моларне запремине Авогадров закон може
да изрази и на следећи начин:
Моларне запремине на одређеној температури и притиску исте су за
све гасове.
Тако при стандардним амбијентима условима (притисак 101,3 kPa и
температура 25 °C) моларна запремина износи 24,8 dm3/mol (24,8 L/mol).
Како моларне запремине не зависе од природе гаса, следи да је укупна
запремина гаса сразмерна количини гаса, израженој у моловима:
V = k
⋅
n za P = konst i T = konst
5.Једначина иделаног гасног стања
Емпиријска опажања приказана једначинама (1,1-1,5), могу бити
обједињена у један изра:
PV = k
⋅
nT
Овај израз одговара Бојловом закону ( PV = konst ) када су n и T
константни, сагласан је Гејлисаковим и Шарловим законима ( P
∝
T,V
∝
T ),
када су n и V или P константни и са Авогадровим законом (V
∝
n ), када су P
и T константни.
5
