Իդեալական գազի վիճակի հավասարում

Իդեալական գազի վիճակի հավասարում,  իդեալական գազի վիճակի հավասարում(Կլապեյրոնի հավասարում, Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարում ), որն անվանվել է դրանց հայտնաբերող Բ. Կլապեյրոնի և Դ. Մենդելեևի անունով։

Հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը՝

  
    
      
        p
        V
        =
        n
        R
        T
      
    
    {\displaystyle pV=nRT}
  որտեղ p-ն ճնշումն է, V-ն՝ գազի մոլային ծավալը, T-ն՝ բացարձակ ջերմաստիճանը, R-ը՝ ունիվերսալ գազային հաստատունը R = 8,3144598(48)։ Կլապեյրոնի հավասարումից բխում են Բոյլ-Մարիոտի օրենքը, Գեյ-Լյուսակի օրենքը և իդեալական գազերին վերաբերող մասնավոր այլ օրենքներ։ Կլապեյրոնի հավասարումով որոշակի ճշտությամբ նկարագրվում են փոքր խտության իրական գազերը բարձր ջերմաստիճանների դեպքում։
Քանի որ, 
  
    
      
        
          V
          
            M
          
        
        =
        
          
            V
            ν
          
        
        ,
      
    
    {\displaystyle V_{M}={\frac {V}{\nu }},}
   (որտեղ 
  
    
      
        ν
        =
        
          
            m
            M
          
        
      
    
    {\displaystyle \nu ={\frac {m}{M}}}
   -ը նյութի քանակն է, 
  
    
      
        m
      
    
    {\displaystyle m}
  -ը զանգվածը, 
  
    
      
        M
      
    
    {\displaystyle M}
  -ը մոլային զանգվածը) վիճակի հավասարումը կարելի է գրել

  
    
      
        p
        ⋅
        V
        =
        
          
            m
            M
          
        
        R
        ⋅
        T
        ,
      
    
    {\displaystyle p\cdot V={\frac {m}{M}}R\cdot T,}
  կամ 
  
    
      
        p
        =
        n
        k
        T
        ,
      
    
    {\displaystyle p=nkT,}
  
որտեղ 
  
    
      
        n
        =
        N
        
          /
        
        V
      
    
    {\displaystyle n=N/V}
  -ատոմների կոնցենտրացիան է, 
  
    
      
        k
        =
        
          
            R
            
              N
              
                A
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle k={\frac {R}{N_{A}}}}
  -Բոլցմանի հաստատուն.
Այս հավասարումը կոչվում է Մենդելեև-Կլապեյրոնի հավասարում։
Գազի նյութի քանակը որոշվում է նորմալ ճնշման և  ջերմաստիճանի պայմաններում։ Հավասարման մեջ օգտագործվող ջերմաստիճանը բացարձակ ջերմաստիճան է։ Ջերմաստիճանի համապատասխան ՄՀ հիմնական միավորը կալվինն է (Կ)։
Կլապեյրոնի հավասարման հաստատունը այնքան էլ հաստատուն չէր, քանի որ անհրաժեշտ էր հաշվել յուրաքանչյուր գազի համար․

  
    
      
        p
        ⋅
        V
        =
        r
        ⋅
        T
        .
      
    
    {\displaystyle p\cdot V=r\cdot T.}
  Մենդելեևը հայտնաբերեց, որ 
  
    
      
        r
      
    
    {\displaystyle r}
  -ը ուղիղ համեմատական է 
  
    
      
        ν
      
    
    {\displaystyle \nu }
  -ին և համեմատականության գործակից 
  
    
      
        R
      
    
    {\displaystyle R}
  -ը անվանեց ունիվերսալ գազային հաստատուն։


== Թերմոդինամիկական պրոցեսների աղյուսակ ==


== Կապ իդեալական գազի վիճակի մյուս հավասարումների հետ ==
Հաստատուն զանգվածի դեպքում հավասարումն ունենում է հետևյալ տեսքը․

  
    
      
        
          
            
              p
              ⋅
              V
            
            T
          
        
        =
        ν
        ⋅
        R
        ,
      
    
    {\displaystyle {\frac {p\cdot V}{T}}=\nu \cdot R,}
  

  
    
      
        
          
            
              p
              ⋅
              V
            
            T
          
        
        =
        
          c
          o
          n
          s
          t
        
        .
      
    
    {\displaystyle {\frac {p\cdot V}{T}}=\mathrm {const} .}
  Վերջին 
  
    
      
        
          
            
              
                p
                
                  1
                
              
              ⋅
              
                V
                
                  1
                
              
            
            
              T
              
                1
              
            
          
        
        =
        
          
            
              
                p
                
                  2
                
              
              ⋅
              
                V
                
                  2
                
              
            
            
              T
              
                2
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\frac {p_{1}\cdot V_{1}}{T_{1}}}={\frac {p_{2}\cdot V_{2}}{T_{2}}}}
  հավասարումը կոչվում է միացյան գազային օրենք։ Դրանից ստացվում է Բոյլ-Մարիոտի, Շառլի և Գեյ-Լյուսակի օրենքները։

Բոյլ—Մարիոտի օրենք՝  
  
    
      
        T
        =
        
          c
          o
          n
          s
          t
        
        ⇒
        p
        ⋅
        V
        =
        
          c
          o
          n
          s
          t
        
      
    
    {\displaystyle T=\mathrm {const} \Rightarrow p\cdot V=\mathrm {const} }
  ․
Գեյ-Լյուսակի՝ 
  
    
      
        p
        =
        
          c
          o
          n
          s
          t
        
        ⇒
        
          
            V
            T
          
        
        =
        
          c
          o
          n
          s
          t
        
      
    
    {\displaystyle p=\mathrm {const} \Rightarrow {\frac {V}{T}}=\mathrm {const} }
  ․
Շառլի օրենք՝ 
  
    
      
        V
        =
        
          c
          o
          n
          s
          t
        
        ⇒
        
          
            p
            T
          
        
        =
        
          c
          o
          n
          s
          t
        
      
    
    {\displaystyle V=\mathrm {const} \Rightarrow {\frac {p}{T}}=\mathrm {const} }
  ․(Գեյ-Լյուսակի երկրորդ 1808 թվական.)Այդ օրենքը հարմար է տարբեր վիճակների անցման տեսանկյունից։
Քիմիայի տեսանկյունից այս օրենքը կարող է հնչել այլ կերպ․
Ռեակցիայի մեջ մտնող գազերի ծավալները, նույն պայմանների դեպքում( ջերմաստիճան, ճնշում) հարաբերում են իրար և առաջացող գազանման միացումների ծավալներին ինչպես ամբողջ թվեր։
Օրինակ,1 ծավալով ջրածինը միանում է 1 ծավալով քլորին, ստացվում է 2 ծավալ քլորաջրածին․

  
    
      
        
          
            
              H
              
                2
              
              
                
              
            
          
          +
          
            Cl
            
              2
            
            
              
            
          
          ⟶
          2
          
          HCl
          ⋅
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {{H_{2}}+Cl_{2}->2HCl.}}}
  1 ծավալ1ազոտը 3 ծավալ ջրածնի հետ առաջացնում է 2 ծավալ ամոնյակ․

  
    
      
        
          
            
              N
              
                2
              
              
                
              
            
          
          +
          3
          
          
            H
            
              2
            
            
              
            
          
          ⟶
          2
          
          
            
              NH
              
                3
              
              
                
              
            
          
          ⋅
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {{N_{2}}+3H_{2}->2{NH_{3}}.}}}
  


== Տես նաև ==
Իդելական գազ
Իրական գազ
Իրական գազի վիճակի հավասարում


== Ծանոթագրություն ==


== Գրականություն ==
Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов / Под ред. А. Г. Стромберга. — 7-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2009. — 527 с. — ISBN 978-5-06-006161-1