Содержание:

Формулировки

Закон Бойля-Мариотта имеет определение: при статичном уровне температуры, объем, который занимает газ, имеет обратно-пропорциональную зависимость по отношению к давлению. Точная формулировка самого ученого гласит: «Под воздействием внешней силы газ упруго сжимается, а в ее отсутствие расширяется, при этом линейное сжатие или расширение пропорционально силе упругости газа».

Примером, который является отражением закона, служит шар из гибкого, податливого материала, например резина. В случае его наполнения газом и сдавливании, произойдет деформация шара, а это говорит о том, что между молекулами наполняющего вещества есть свободное пространство.

закон бойля мариотта простыми словами

Формула:

(p1/p2)=(V2/V1).

Данные выше определение и формула применительны к разреженным газам.

Второе определение закона: в случае статичной температуры и массы газа, умножение его давления и объёма, является постоянной величиной.

Формула:

pV=C,

где

p — давление;

V — объём;

C — постоянная в оговоренных условиях величина.

Оценка состояния газа

При том варианте, что газ принимает неидеальное состояние, постоянное значение становится переменным, и динамика его происходит в зависимости от его состава, весовой массы и уровня температуры. Если вещество находится в газообразном состоянии, тогда оно имеет своей отличительной чертой, то что промежуток, находящийся между микрочастицами намного больше самих микрочастиц, а их взаимодействие между собой незначительно по силе. Особая природа и специфика газов, их взаимодействие, представляет собой непростую задачу для изучения.

Стандартные субстанции, принимающие газообразное состояние являются реальными газами. Реальный газ представляет собой газообразные комбинации и их свойства в обычной жизни, т.е. на практике. Обратным случаем по отношению к вышеупомянутому, является идеальный газ — используется только в теории и описывает свойства газовых веществ и расчетов, проводимых с ними. Такой вариант обязательно подразумевает под собой, что микрочастицы субстанции не имеют каких-либо взаимоотношений между собой (средняя кинетическая энергия микрочастиц намного превышает потенциальную энергию их взаимоотношения), их физические параметры настолько малы, что ими можно пренебречь, а случаи соприкосновения микрочастиц газа друг с другом и гранями емкости проходят бесследно. Идеальный газ применяется как в научном мире, так и в реальной жизни на уровне производственных масштабов.

Уравнение, описывающее состояние идеального газа.

Для представления в виде математической формулы состояния идеального газа применяется уравнение Менделеева-Клапейрона:

закон бойля мариотта формула

Способы производства газов в лабораторных условиях и в промышленных имеют значительные различия.

В лабораторных условиях:

  • вещества, которые используются при проведении опытов, могут иметь высокую стоимость и быть при этом труднодоступными, но без них опыты не могут состояться;

  • факторы окружающей среды создаются такие, какие требуются для достижения желаемой цели, а значит создания необходимого вещества, они обычно, являются усредненными, без резких скачков;

  • участники опыта - это вещества в жидких и твердых состояниях.

В промышленном масштабе действия направлены на достижение скорейшего результата, при этом затраты должны быть минимальны.

В связи с этим:

  • применяемые вещества можно легко достать и у них низкая стоимость;

  • действия протекают при скачкообразных условиях, применяются как максимальные, так и минимальные уровни давления или температуры;

  • при проведении опытов, их составляющими обычно являются вещества в газообразном или жидком состоянии, очень редко твердые реагенты.

Для получения газа и сбора его в определенную емкость в лабораторных условиях применяют два способа:

  • нейтрализация воды;

  • нейтрализация воздуха.

Первом случай используется при создании газов, которые не имеют реакции с водой и не могут раствориться в ней. Такими примерами являются водород, метан, азот.

закон бойля мариотта определение

Второй случай применяется для газообразных веществ, которые имеют различия с воздухом в части его плотности, они могут быть легче, либо, наоборот, тяжелее. Для выявления отношения плотностей газа, образовавшегося на выходе, и воздуха нужно рассчитать молекулярную массу, полученной субстанции и сравнить ее с молекулярной массой воздуха, которая принимает значение 29.

Если выдавливаемый газ легче воздуха (молекулярная масса менее 29), то колбу для получения газа устанавливают горлышком вниз, если нет, то наоборот.

закон бойля мариотта процесс

Закон Бойля-Мариотта применяется только для состояния идеального газа, его формула и выходит из уравнения Клапейрона. При этом если давление и температура нейтральны, имеют усредненные, не скачкообразные значения, то практически все газообразные вещества ведут себя как идеальные.

Так же этот закон выходит из кинетической теории газов, когда допускается, что физическая величина молекул бесконечно мала, в сравнении с расстоянием, проложенным между ними, а также не осуществляется взаимодействие между молекулами. При большом уровне давления, важно учитывать силу притяжения между микрочастицами и их объем. Уравнение Клайперона и закон Бойля-Мариотта представляют конечный случай поведения реального газа, более детально объясняемый уравнением Ван-дер-Ваальса.

Вышеописанный закон применяется при приблизительном описании действия сжатия воздуха компрессором или расширения газа под действием поршня насоса, а также при вытягивании его из колбы.