Równanie sztywnych kul
Dowiedz się czym jest równanie sztywnych kul!
Do opisu gazu najczęściej wykorzystuje się równanie Clapeyrona ( wzór poniżej):
pV=nRT
p- ciśnienie [Pa]
V- objętość [m3]
n- liczba moli [mol]
R- stała gazowa 8,314 J/(mol·K)
T- temperatura K
Jakby nie patrzeć jest ono najbardziej popularne, ale od razu dodam - nie jest jedyne. A po co nam jakieś inne równania? Po to żeby jeszcze lepiej opisywać rzeczywistość. Znając np. ciśnienie, liczbę moli, czy chociażby temperaturę za pomocą bardziej dokładnych równań (dokładniejszych od równania Clapeyrona). Można jeszcze dokładniej określać objętość.
Równanie Clapeyrona teoretycznie powinno wykorzystywać się do opisu gazu doskonałego.
W rzeczywistości gazy doskonałe nie istnieją, nie mniej jednak warto poznać założenia odnośnie gazu doskonałego. Jest to gaz, w którym:
- nie ma żadnych oddziaływań między cząsteczkami gazu,
- objętość cząsteczek jest pomijalnie mała w stosunku do objętości całego gazu,
- cząsteczki zderzają się doskonale sprężyście,
- ruch cząsteczek jest całkowicie przypadkowy.
Taki gaz w rzeczywistości nie istnieje nie mniej jednak jeśli gaz rzeczywisty jest bardzo rozrzedzony panuje w nim dosyć niskie ciśnienie to równanie Clapeyrona dosyć dobrze opisuje rzeczywistość.
Z tego opisu widać, że równanie Clapeyrona ma dużo ograniczeń, bo przecież nie wszystkie gazy są rozrzedzone i w małym ciśnieniu, dodatkowo nie zawsze da się pominąć objętość cząsteczek gazu. Jeśli objętość cząsteczek jest na tyle duża, że trzeba ją uwzględniać to do opisu takiego gazu lepiej stosować równanie sztywnych kul.
p(V-nb)=nRT
Jak widzisz równanie sztywnych kul jest bardzo podobne do równania Clapeyrona. Różnią się one tylko o człon „nb”. Co to za człon i po co on akurat w tym miejscu?
W tym równaniu tak jak już wspomniałem wcześniej nie możemy pominąć objętości cząsteczek. Właśnie z tego powodu od całkowitej objętości pojemnika, w którym znajduje się dany gaz musimy objąć objętość cząsteczek gazu, dzięki czemu otrzymamy rzeczywistą objętość, po której mogą poruszać się cząsteczki gazu. W członie „nb” „n” to inaczej liczba moli gazu natomiast „b” to jest człon mówiący o objętości jednego mola takich cząsteczek.
Kilka zadań z równanie Clapeyrona
https://fizyka-kursy.pl/blog/zadanie-rownanie-clapeyrona-termodynamika
https://fizyka-kursy.pl/blog/termodynamika-1a-rownanie-clapeyrona-obliczenie-maksymalnej-temperatury
oprócz tego zachęcam do odwiedzenia mojego kursu z chemii fizycznej oraz termodynamiki
https://fizyka-kursy.pl/kurs/chemia-fizyczna-1a
https://fizyka-kursy.pl/kurs/chemia-fizyczna-1b
https://fizyka-kursy.pl/kurs/termodynamika-1a