气体三大定律公式

发布时间:2022-11-16 15:50:34

气体三大定律公式:pV=nRT。气体三定律,指的是对于“一定质量的某种气体,在温度不太低、压强不太大的状况下”,等温的玻马定律,等容的查理定律,等压的吕萨克定律。

气体三定律

“一定质量的某种气体,在温度不太低、压强不太大的状况下”,气体的压强p、体积V、温度T,是能够变化的量,叫做气体参量。气体的分子数为N,我们引入一个新的物理量,叫做分子密度n,n=N/V,便是单位体积的分子数。显然n越大,分子越密。所以,体积越大,分子越疏。

温度是分子平均动能的标志,平均动能越大,分子的平均速率的平方(vv)越大。因此,温度T越高,分子的平均速率的平方(vv)越大。

压强p决定于双因素:一个因素是分子密度n,分子越密则碰撞的合力越大。另一个因素是分子的平均速率的平方(vv),它越大则碰撞越剧烈。

n(vv)越大,压强p越大。

当T不变,(vv)不变。体积V增大导致n减少,则n(vv)变小,因此压强p变小,这就合理地解释了玻马定律成立的本质。

当V不变,n不变。温度T增大导致(vv)增大,则n(vv)增大,因此压强p变大,这就合理地解释了查理定律成立的本质。

当p不变,n(vv)不变。温度T增大导致(vv)增大,n(vv)不变则n变小,因此体积V变大,这就合理地解释了吕萨克定律成立的本质。

理想气体状态方程

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、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。能够看出,此方程的变量许多。所以此方程以其变量多、适用范围广而著称,对常温常压下的空气也近似地适用。

推导经验定律

(1)玻义耳定律(玻—马定律)

当n,T一定时,V,p成反比,即V∝(1/p)①

(2)盖-吕萨克定律

当p,n一定时,V,T成正比,即V∝T②

(3)查理定律

当n,V一定时,T,p成正比,即p∝T③

(4)阿伏伽德罗定律

当T,p一定时,V,n成正比,即V∝n④

由①②③④得

V∝(nT/p)⑤

将⑤加上比例系数R得

V=(nRT)/p,即pV=nRT

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