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理想气体状态三个参数

他们之间的关系

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2008-11-24

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    假设在气体内部其分子不占有体积,分子间又没有吸引力,这样的气体称为理想气体。在热力计算和分析中,常常把空气、燃气、烟气等气体都近似地看作理想气体。因气体分子之间的平均距离通常要比液体和固体的大得多,所以,气体分子本身的体积比气体所占的容积小得多;气体分子之间的相互吸引力也很小。
      通常把实际气体近似地看作理想气体来进行各种热力计算,所以对理想气体性质的研究在理论上和实际上都是很重要的。   根据分子运动论和对理想气体的假定,结合试验所得的一些气体定律,并综合表示成理想气体状态方程式(或称克拉贝隆方程式)。
  对于质量为1(单位为kg)的理想气体,其状态方程为:    pv = RT 。

2008-11-24

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     理想气体状态方程式 气体的状态可以用状态参数来确定,其中温度T、压力p和比体积v三个是基本状态参数。实践证明,要确定处于平衡状态的气体的状态,只要知道其任意两个独立状态参数的值,其它参数可以通过状态参数之间的关系式确定。
  这些关系中最为重要的是状态方程式。   早在分子运动学说系统化之前,许多物理学家已对气体的状态变化作了大量的观察和实验研究,建立了一系列的实验定律。克拉贝龙根据前人的大量实验,提出了理想气体在状态变化时三个基本状态参数:绝对压力p、比体积v及绝对温度T之间的关系式,即理想气体的状态方程式: (2-1) 式(2-1)是质量为1kg的理想气体状态方程式,该方程式也被称为克拉贝龙方程式。
    式中:—气体的绝对压力,单位为Pa; v—气体的比体积,单位为; T—气体的热力学温度,单位为K; Rg—气体常数,单位为 。 从式(2-1)可看出,描述气体状态的三个基本状态参数、v、T 中,只有两个是独立的,只要给定三个基本状态参数中的任意二个,气体的状态就被确定了。
    若气体的质量为m千克,将式(2-1)两边各乘以m,则得m千克理想气体的状态方程式: (2-2) 式中,V是质量为m kg气体的体积。 如果用代表气体的摩尔质量,其单位为kg/mol,将式(2-1)两边各乘以则得: (a) 式中为气体的摩尔体积。
    并以表示之;MRg为1mol气体的常数,以R表示,则上式可写成: 所以气体的物质的量为n(物质的量n以前习惯上称为摩尔数)的理想气体状态方程可写成: (2-3) 式中V为物质的量为n的气体所占的体积,单位是。
     式(2-1)、(2-2)以及(2-3)是理想气体状态方程式,分别描写1kg、m kg和n mol气体状态变化的规律。 ☆ 理想气体状态方程式是理想气体的、v、T间的函数关系,虽然形式简单,但需注意各参数的单位 。
  

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