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| 理想氣體符合什么要求？ |
| 發(fā)布時(shí)間：2024-07-10 瀏覽：336 次 |
說(shuō)明一下，本節及以后幾節中所介紹的定律和公式，是針對平衡狀態(tài)下的理想氣體得出的。 不過(guò)，常溫(與室溫相比)低壓(相對大氣壓而言)下的各種氣體都可以看作是近似程度相當好地理想氣體，因此，我們可以放心地把這些定律和公式應用于真空工程的絕大部分計算之中。 這其中包括通常所涉及到的各種氣體，甚至于接近飽和的蒸汽(如水蒸汽);也包括各類(lèi)氣體狀態(tài)過(guò)程，甚至于明顯的非平衡狀態(tài)(如氣體的流動(dòng)過(guò)程)。 氣體的壓力p(Pa)、體積V(m3)、溫度T(K)和質(zhì)量m(kg)等狀態(tài)參量間的關(guān)系，服從下述氣體實(shí)驗定律： 1、波義耳～馬略特定律：一定質(zhì)量的氣體，若其溫度維持不變，氣體的壓力和體積的乘積為常數 pV = 常數 (1) 2、蓋·呂薩克定律：一定質(zhì)量的氣體，若其壓力維持不變，氣體的體積與其絕對溫度成正比 V/T = 常數 (2) 3、查理定律：一定質(zhì)量的氣體，若其體積維持不變，氣體的壓力與其絕對溫度成正比。 p/T = 常數 (3) 上述三個(gè)公式習慣上稱(chēng)為氣體三定律。具體應用方式常為針對由一個(gè)恒值過(guò)程連結的兩個(gè)氣體狀態(tài)，已知3個(gè)參數而求第4個(gè)參數。例如：初始壓力和體積為P1、V1，的氣體，經(jīng)等溫膨脹后體積變?yōu)閂2，則由波義耳--馬略特定律，可求得膨脹后的氣體壓力為P2 = P1V1/V2。這正是各種容積式真空泵最基本的抽氣原理。 4、道爾頓定律：相互不起化學(xué)作用的混合氣體的總壓力等于各種氣體分壓力之和。 P = P1 + P2+····+ Pn (4) 這里所說(shuō)的混合氣體中某一組分氣體的分壓力，是指這種氣體單獨存在時(shí)所能產(chǎn)生的壓力。 道爾頓定律表明了個(gè)組分氣體壓力的相互獨立和可線(xiàn)性疊加的性質(zhì)。 5.阿佛加德羅定律：等體積的任何種類(lèi)氣體，在同溫度同壓力下均有相同的分子數;或者說(shuō)，在溫度同壓力下，相同分子數目的不同種類(lèi)氣體占據相同的體積。1mol任何氣體的分子數目叫做阿佛加德羅數，NA = 6.022×1023mol-1。在標準狀態(tài)下(po = 1.01325×105Pa，To = 0oC)，1mol任何氣體的體積稱(chēng)為標準摩爾體積，Vo = 2.24×10-2m3mol-1。 根據上述氣體定律，可得到反映氣體狀態(tài)參量p、V、T、m之間定量關(guān)系的理想氣體狀態(tài)方程： pV = m/M(RT) (5) 式中的M為氣體的摩爾質(zhì)量(kg/mol)，R為普適氣體常數，R=8.31J/(mol·K)。在已知p、V、T、m四參量中的任意三個(gè)量時(shí)，可由此式求出另外一個(gè)值。例如氣體的質(zhì)量m = pVM/(RT) 一定質(zhì)量的氣體，由一個(gè)狀態(tài)(參量值為p1、V1、T1)經(jīng)過(guò)任意一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程(不必是恒值過(guò)程)變成另一狀態(tài)(參量值為p2、V2、T2)，根據狀態(tài)方程，可得到關(guān)系式：p1V1/T1 = p2V2/T2 (6) 對(5)變換，還可計算單位體積空間內的氣體分子數目和氣體質(zhì)量，即氣體分子數密度n(m-3)和氣體密度p(kg/m3) n = mNA/MV = pNA/RT = p/kT (7) p = m/V = pM/RT (8) 系數k = R/NA = 1.38×1023J/K 稱(chēng)為波爾茲曼常數。 本文由真空鍍膜機廠(chǎng)家愛(ài)加真空收集整理自中國真空網(wǎng)，版權歸其所有，僅供學(xué)習和交流! |
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