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真实气体状态方程式 理想气体状态方程的方程具体形式

2021-04-26知识3

什么是理想气体状态方程 理想气体状态抄方程,又称理想气体定律bai、普适气体定律,是描述du理想气体在zhi处于平衡态时,压强、体dao积、物质的量、温度间关系的状态方程。它建立在玻义耳-马略特定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上。其方程为pV=nRT。这个方程有4个变量:p是指理想气体的压强,V为理想气体的体积,n表示气体物质的量,而T则表示理想气体的热力学温度;还有一个常量:R为理想气体常数。可以看出,此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称,对常温常压下的空气也近似地适用。值得注意的是,把理想气体方程和克拉伯龙方程等效是不正确的。一般克拉伯龙方程是指描述相平衡的方程dp/dT=L/(TΔv)。尽管理想气体定律是由克拉伯龙发现,但是国际上不把理想气体状态方程叫克拉伯龙方程。

实际气体状态方程的早期历史 18世纪,D.伯努利提出了气体分子的刚球模型,考虑到分子自身体积的影响,把气体状态方程改为p(V-b)=RT的形式。1847年,H.勒尼奥做了大量实验,发现除氢气以外,没有一种气体严格遵守玻意耳定律(见理想气体状态方程)。以后随着实验精度的提高,人们发现实际气体有着与理想气体不同的性质,如体积变化时内能也发生变化、有相变的临界温度等(见相和相变)。实际气体的分子具有分子力,即使在没有碰撞的时刻,分子之间也有相互作用,因而其状态的变化关系偏离理想气体状态方程。只是在低压强下,理想气体状态方程才较好地反映了实际气体的性质,随着气体密度的增加,两者的偏离越来越大。1873年荷兰物理学家J.范德瓦耳斯假设气体分子是有相互吸引力的刚球,作用力范围的半径大于分子的半径,气体分子在容器内部与在容器壁处受到的力不同。范德瓦耳斯方程能较好地给出高压强下实际气体状态变化的关系,而且推广后可以近似地应用到液体状态。它是许多近似方程中最简单和使用最方便的一个。

实际气体状态方程 由玻意耳定律 得 当n,T一定时 V,p成反比,即V∝(1/p)由查理定律得 当n,V一定时 p,T成正比,即p∝T 由盖-吕萨克定律得 当n,p一定时 V,T成正比,即V∝T 由阿伏伽德罗定律得 当T,p一定时 V,n成正比,即V∝n.

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