理想氣體

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热力学

Carnot heat engine 2.svg
经典的卡诺热机
T（熱庫）、Q（熱量）、W（功）
H（高溫）、C（低溫）



















  • 查

  • 论

  • 编

理想氣體為假想的气体。其假設為：


  • 氣體分子本身不占有體積

  • 氣體分子持續以直線運動，並且與容器器壁間發生彈性碰撞，因而對器壁施加壓力

  • 氣體分子間無作用力，亦即不吸引也不排斥

  • 氣體分子的平均能量與开尔文溫度成正比

其特性為：


  • 理想氣體適用理想氣體狀態方程式

  • 理想氣體絕不液化或固化

真實氣體在愈低壓、愈高溫的狀態，氣體分子間作用力愈小，性質愈接近理想氣體。最接近理想氣體的氣體為氦氣。



理想气体状态方程


主条目：理想气体状态方程

理想气体状态方程是描述理想气体处于平衡态时的状态方程。他建立在波以耳定律，查理定律，盖-吕萨克定律和阿伏伽德罗定律等经验定律上。


处于平衡态的气体，其状态可以用两个独立变数，压强P和体积V，来描写它的平衡态，温度T是压强P和体积V的函数，表达这几个量之间的关系的方程称之为气体的状态方程。不同的气体有不同的状态方程。这些方程通常很复杂。但在压强很小，温度不太高也不太低的情况下，各种气体的行为都趋于理想气体。理想气体的状态方程具有非常简单的形式。


理想气体状态方程一般写作



pV=nRTdisplaystyle pV=nRTpV=nRT 或 pV=NkTdisplaystyle pV=NkTdisplaystyle pV=NkT
其中：

P表理想氣體的压强，單位為標準大氣壓（atm）；


V表理想氣體的體積，單位為公升（L）；


n表理想氣體的物質的量，單位為莫耳（mol）；


R為理想氣體常數，約為0.082 atm·L·mol−1·K−1；


k为波尔兹曼常数，k = 1.38066 x 10−23 J/K = 8.617385 × 10−5 eV/K；

N表单位体积气体粒子数


T表理想氣體的溫度，單位為开尔文溫度（K）。


参见


  • 理想气体状态方程

  • 阿伏伽德罗定律

  • 玻意耳定律

  • 查理定律

  • 盖-吕萨克定律

  • 格銳目定律

  • 亨利定律

  • 完全气体

真实气体的状态方程参见：


  • 范德瓦耳斯方程

  • 昂内斯方程


Triple expansion engine cropped.png  这是与熱力學相关的小作品。你可以通过编辑或修订扩充其内容。







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