Кожен школяр, який навчається у десятому класі на одному з уроків фізики вивчає закон Клапейрона-Менделєєва, його формулу, формулювання, навчається застосування при розв’язанні задач. У технічних університетах ця тема теж входить в курс лекцій і практичних робіт, причому в декількох дисциплінах, а не тільки на фізиці. Закон Клапейрона-Менделєєва активно використовується в термодинаміці при складанні рівнянь стану ідеально газу.
Термодинаміки, термодинамічні стани і процеси
Термодинаміка-це розділ фізики, який присвячений вивченню загальних властивостей тіл і теплових явищ у цих тілах без урахування їх молекулярної будови. Тиск, об’єм і температура є основними величинами, учитывающимися при описі теплових процесів в тілах. Термодинамічним процесом називається зміна стану системи, тобто зміна її основних величин (тиск, об’єм, температура). В залежності від того, чи відбуваються зміни основних величин, системи бувають рівноважними і нерівноважними. Теплові процеси (термодинамічні) можна класифікувати так. Тобто якщо система переходить з одного рівноважного стану в інший, то такі процеси називаються, відповідно, рівноважними. Нерівноважні процеси, в свою чергу, характеризуються переходами нерівноважних станів, тобто основні величини зазнають зміни. Однак можна їх (процеси) розділити на оборотні (можливий зворотній перехід через ті ж стану) і незворотні. Всі стани системи можна описати певними формулами. Для спрощення розрахунків в термодинаміці вводиться таке поняття, як ідеальний газ – якась абстракція, яка характеризується відсутністю взаємодії на відстані між молекулами, розмірами яких можна знехтувати через їх малого розміру. Основні газові закони та рівняння Менделєєва-Клапейрона тісно взаємопов’язані – всі закони випливають з рівняння. Вони описують изопроцессы в системах, тобто такі процеси, в результаті яких один з основних параметрів залишається незмінним (ізохорний процес – не змінюється обсяг, ізотермічний – постійна температура, ізобарний – відбувається зміна температури та об’єму при постійності тиску). Закон Клапейрона-Менделєєва варто розібрати докладніше.
