阿伏伽德罗常数
1摩尔的任何物质含有的微粒数相同,这个数的测量值:$N_A=6.02*10^{23} mol^{-1}$
设微观量为: 分子体积$V_0$、分子直径d、分子质量m;
宏观量为:物质体积V、摩尔体积$V_1$、物质质量M、摩尔质量μ、物质密度ρ.
分子质量: $m=\frac{\mu}{N_A} = \frac{\rho V_1}{N_A} $
分子体积:$V_0=\frac{\mu}{\rho N_A}=\frac{V_1}{N_A}$ (对气体,$V_0$为气体分子平均占据的空间大小)
分子直径:
球体模型: $N_A \frac{4}{3}\pi(\frac{d}{2})^3$
$d=\sqrt[3]{\frac{6V}{\pi N_A}}=\sqrt[3]{\frac{6V_0}{\pi}}$ (固体液体一般用此模型)
立方体模型:$d=\sqrt[3]{V_0}$(气体一般用此模型)(对气体,d理解为相邻分子间的平均距离)
分子的数量: $n=\frac{M}{\mu}N_A=\frac{\rho V}{\mu}N_A=\frac{M}{\rho V_1}N_A=\frac{V}{V_1}N_A$
气体实验定律
三大气体实验定律
1、玻意耳定律:$PV=C$(等温变化)
2、査理定律:$P/T=C$(等容变化)
3、盖-吕萨克定律:$V/T=C$(等压变化)
这些定律的适用范围:温度不太低,压强不太大。
理想气体:假设有这样一种气体,它在任何温度和任何压强下都能严格地遵从气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。
理想气体的特点:
1、理想气体是不存在的,是一种理想模型。
2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
3、从微观上说:分子间以及分子和器壁间,除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
4、从能量上说:理想气体的微观本质是忽略了分子力,没有分子势能,理想气体的内能只有分子动能。
5、一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关。
理想气体的状态方程
1、内容:一定质量的某种理想气体在从一个状态变化到另一个状态时,尽管p、V、T都可能改变,但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变。
2、公式:
$\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} 或 \frac{PV}{T} = C$
注意:恒量C由理想气体的质量和种类决定,即由理想气体的物质的量决定。
3、使用条件:一定质量的某种理想气体。
理想气体状态方程(Ideal Gas Law ),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(Benoit Pierre Emile Clapeyron)于1834年提出。
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))。
任何情况下都严格遵守气体实验定律的气体可以看成理想气体。同时,气体实验定律是在压强不太大(与大气压相比)、温度不太低(与室温相比)的条件下获得的,因此只要在此条件下一般气体都可以近似视作理想气体。
理想气体常数,又名“通用气体常数”,是一个在物态方程中连系各个热力学函数的物理常数。
n摩尔理想气体在绝对温度T,压强P下,占有体积V则$PV=nRT$。此式称为理想气体的状态方程,式中R即通用气体常数,其数值与气体种类无关,只与单位有关。$R_g=R/M$,M是摩尔质量,$R_g$是气体常数,如氧气的气体常数$R_g=8.314/0.032$。
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