Состояние газа: от молекул к измеряемым величинам
Макроскопическое состояние порции газа описывают давлением p, объёмом V и абсолютной температурой T. Для температуры используют кельвины: T=t+273{,}15, если численное значение t задано в градусах Цельсия. В газовых законах подставляют абсолютное давление, отсчитанное от вакуума, а не только превышение над атмосферным давлением.
Идеальный газ — модель, в которой собственный объём частиц мал по сравнению с объёмом сосуда, а взаимодействием на расстоянии между частицами пренебрегают. При достаточно малой плотности и вдали от конденсации эта модель хорошо приближает многие реальные газы. Единого предельного давления, одинакового для всех газов и температур, нет.
При одинаковых давлении, температуре и объёме число частиц одинаково — это содержание закона Авогадро. Оно следует из N=pV/(kT).
Парциальное давление и закон Дальтона
Например, в условной смеси азот создаёт 72 кПа, кислород — 19 кПа, остальные компоненты — 4 кПа. Общее давление равно 95 кПа. Если при тех же V и T удалить половину молекул кислорода, его парциальное давление станет 9,5 кПа, а общее — 85,5 кПа. Значения здесь специально выбраны для учебной модели, а не описывают стандартный состав атмосферы.
Одна порция газа в разных состояниях
Изопроцесс — изменение состояния, при котором один из параметров p, V, T поддерживается постоянным. Реальные установки обеспечивают это с некоторой точностью.