2.5.2. Количество газа

Произведение рV условно называется количеством газа в единицах рV и обозначается Q,

Таким образом, количество газа в единицах рV характеризует энергию (или работу), как это следует из размерности произведения Н (силы) на м (путь). Следовательно, количество газа рV можно понимать как энергию, содержащуюся в газе, который при расширении может совершить работу. Чем больше давление и объем газа, тем больше его энергия и больше способность к совершению работы. Таким же образом увеличение давления газа при постоянном объеме (т. е. введение добавочного количества газа в данный объем) Увеличивает его количество в единицах рV. Сжатие же определенной массы газа (при постоянной температуре) не изменяет количества газа.

Количество газа можно также выразить в единицах энергии (например, в кал, эВ или Вт•с).

2.5.3. Уравнение состояния

Вводя в уравнение (2.55) новую постоянную

(NA — число Авогадро, k — постоянная Больцмана), можно представить уравнение (2.58) в виде

Это выражение называется уравнением состояния идеального газа.

Постоянная R0 называется универсальной газовой постоянной. Она приобретает то или иное численное выражение в зависимости от выбора единиц. В табл. 2.8 приведены значения универсальной газовой постоянной.

Для реальных газов уравнение состояния имеет более сложную форму

Это уравнение Ван-дер-Ваальса, в котором учтены так называемое внутреннее давление а/V2 и собственный объем молекул (атомов). Величины а и b для некоторых газов приведены в табл. 2.9.

Уравнение (2.60) позволяет производить расчеты состояния свободных газов при различных условиях (р, V, Т, m и т. д.). Это уравнение, записанное в виде

носит название уравнения Клапейрона.