理想氣體
热力学 | |||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
经典的卡诺热机 T(熱庫)、Q(熱量)、W(功) H(高溫)、C(低溫) | |||||||||||||||||||||
分支
| |||||||||||||||||||||
定律
| |||||||||||||||||||||
系统
| |||||||||||||||||||||
系统性质
| |||||||||||||||||||||
材料性质
| |||||||||||||||||||||
方程
| |||||||||||||||||||||
势
| |||||||||||||||||||||
历史/文化
| |||||||||||||||||||||
科学家
| |||||||||||||||||||||
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
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=nRT 或 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