理想气体状态方程
pV=nRT。理想气体状态方程可用pV=nRT表示,式中:p为压强(Pa),V为气体体积(m³),T为温度(K),n为气体的物质的量(mol),R为摩尔气体常数(也叫普适气体恒量)(J/(mol.K))。方程有4个变量,其意义描述如下: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;T表示理想气体的热力学温度;还有一个常量R,R为理想气体常数。从数学角度可以看出,理想气体状态方程变量很多。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。理想气体的特点是指它在任何温度和任何压强下都能够满足理想气体状态方程,我们把这样的气体叫做理想气体。实际上这样的起点是不存在的,它是一种理想的模型,在生活中经常把温度不太低,压强不太大的实际心理,都可以看作是理想气体。
理想气体状态方程分别是?
理想气体状态方程三个表达式为:①当T1=T2时,P1V1=P2V2(玻意耳定律)。②当V1=V2时,P1/T1=P2/T2(查理定律)。③当P1=P2时,V1/T2=V2/T2(盖一吕萨克定律)。pV=nRTp为气体压强,单位Pa。V为气体体积,单位m3。n为气体的物质的量,单位mol,T为体系温度,单位K。R为比例系数,不同状况下数值有所不同,单位是J/(mol·K)。在摩尔表示的状态方程中,R为比例常数,对任意理想气体而言,R是一定的,约为8.31441±0.00026J/(mol·K)。如果采用质量表示状态方程,pV=mrT,此时r是和气体种类有关系的,r=R/M,M为此气体的平均摩尔质量用密度表示该关系:pM=ρRT(M为摩尔质量,ρ为密度)使用条件一定质量的某种理想气体。
理想气体状态方程的应用
理想气体状态方程应用于工业测量中。理想气体状态方程,又称理想气体定律、普适气体定律,是描述理想气体在处于平衡态时,压强、体积、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-吕萨克定律等定律的基础上,由法国科学家克拉珀龙于1834年提出。1834年,克拉珀龙把卡诺的思想用数学形式表达出来,最先认清了卡诺所著《论火的动力》一书的巨大科学意义。这本书实际上已经表述了热力学第二定律。克拉珀龙根据这些思想,最先把图解法引入热力学中,特别是提出P-V坐标系。1834年,导出理想气体的状态方程,这个方程后来被门捷列夫推广(门捷列夫-克拉珀龙方程)。还导出确定物质的熔点和沸点与压强之间关系的方程,即克拉珀龙-克劳修斯方程(克劳修斯于1851年论证了这个方程)。