48. Gáztörvények

1. Célkitűzés

Feladat:
Keressünk kapcsolatot a gáztartály állapot-jellemzői (p, V, T, N) között!

Módszer:
Rögzítsük az N-t és egy másik paramétert, majd
 vizsgáljuk meg, hogy a maradék két változó között

• egyenes vagy
• fordított arányosság van-e!

Az eredményt ábrázoljuk p-V diagramon!

2. Az állapotváltozások fajtái:

A. Izoterm állapotváltozás során:
 a hőmérséklet állandó.

Izoterma: olyan p-V pontok összessége, ahol a T állandó.

B. Izochor állapotváltozás során:

 a térfogat állandó.

C. Izobár állapotváltozás során:
 a nyomás állandó.

D. Adiabatikus állapotváltozásnál:
  nincs hőcsere, mivel a folyamat gyors, vagy a rendszer hőszigetelt.
Adiabata: olyan p-V pontok összessége, amelyeken való áthaladás adiabatikus jellegű.

3. Izoterm állapotváltozás:

Kérdés:
   Mi történik a gáztartályban levő gáz nyomásával, ha a gázt összenyomjuk?
Rajz:

Melde-csöves kísérlet:

Ha T = állandó és V csökken, akkor p nő.
  p és V fordítottan arányos, szorzatuk állandó:
Boyle-Mariotte törvény:
  p*V = állandó

Animáció:

Ki volt Boyle-Mariotte?
  Boyle angol, Mariotte francia fizikus volt. Ugyanazt a törvényt egymástól függetlenül fedezték fel az 1600-as évek végén.

4. Izobár állapotváltozás:

Kérdés:
  Mi történik a gáztartály térfogatával, ha a tartályban lévő gázt melegítjük?
Rajz:

Lufis kísérlet:

Ha p = állandó és V nő, akkor T is nő.
  V és T egyenesen arányos, hányadosuk állandó:
Gay-Lussac [gé-lüszák] első törvénye (Charles-törvény)
  V/T = állandó

Animációk:
1.

2.

5. Izochor állapotváltozás:

Kérdés:
  Mi történik a gáz nyomásával, ha a tartályban levő gázt melegítjük?
Rajz:

Ha V = állandó és T nő, akkor p is nő.
  p és T egyenesen arányos, hányadosuk állandó:
Gay-Lussac 2. törvénye:
  p/T = állandó

Ki volt Gay-Lussac?
 Francia vegyész, fizikus.
 Élt: 1778 – 1850.
 A bór és a jód felfedezője.
 Léggömbbel vizsgálta a levegő összetételének, valamint a Föld mágneses térerejének változását.
 A meteorológia tudomány egyik „alapítója”.

Animációk:
1.

2.

6. Adiabatikus állapotváltozás:

Adiabatikus állapotváltozásnál nincs hőcsere, ilyenkor az izotermánál meredekebb görbén (adiabatán) történik elmozdulás.

p*V^κ = állandó
 κ (kappa) = fajhőhányados = c_p/c_V

7. Egyesített gáztörvény:
Fizikai mennyiségek:

• p: nyomás
• V: térfogat
• T: hőmérséklet
• n: anyagmennyiség [mol] = m/M = N/N_A
• N: részecskeszám
• R: univerzális (egyetemes) gázállandó (= 8,31 J/mol*K)
• N_A: Avogadro-féle szám (= 6,02*10²³)
• k: Boltzmann állandó (= 1,38*10^-23 J/K)

Összefüggések:

• p*V/T = állandó
• p*V = N*k*T
• k = R/N_A
• p*V = n*R*T

Poén:
Minden változik, csak a Boltzmann állandó...

---

Igaz-hamis teszt:

NÉV: PONT:
Igaz-hamis állítások:

Ssz.	Állítás	Igaz	Hamis	?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.