§ 2. Кинетическая теория идеального газа

а. Закон Бойля-Гей-Люссака.

Эксперименты показали, что поведение газов при изменении объема давления и температуры может быть описано уравнением

где температура измерена по некоторой произвольной температурной шкале обозначает удельный объем, т. е. объем 1 кг газа). Для данного газа величина С является постоянной, не зависящей от давления и температуры, но имеющей свое значение для каждого конкретного газа. При фиксированной температуре правая часть уравнения (2.1) постоянна и оно совпадает с законом Бойля. Если же фиксировать объем газа и повышать его температуру, то давление будет расти пропорционально температуре согласно закону Шарля, Мариотта и Гей-Люссака (1778-1850 гг.); коэффициент пропорциональности называется термическим коэффициентом давления для данного газа. Наконец, если фиксировать давление, то объем будет увеличиваться пропорционально температуре; в этом случае коэффициент пропорциональности называется коэффициентом теплового расширения. Однако точные измерения показали, что чем ниже давление газа, тем ближе друг к другу значения указанных коэффициентов; это дает основание обозначать их в (2.1) одной и той же постоянной а. Если (2.1) относится к единице массы газа, то постоянная С оказывается обратно - пропорциональной молекулярному весу данного газа. Поэтому проще писать это уравнение для одной килограмм-молекулы,

или «кило-моля», вещества. Удельный объем нужно, следовательно, заменить на объем одной килограмм-молекулы, т. е. на молярный объем Обозначая получаем

где — универсальная постоянная, равная, согласно последним измерениям. град кал/моль град.

Вместо прежней температуры мы ввели в (2.2) «абсолютную» температуру выражаемую по шкале Кельвина, что будет обозначаться буквой К). Наиболее точные измерения дают град как предельное значение при очень низких давлениях; следовательно,