气体定律——博伊尔定律、查尔斯定律、盖伊·卢萨克定律、阿伏加德罗定律和理想气体定律

什么是理想气体?

理想气体或理想气体是一种物质的状态,它从液态蒸发完成,在所有压力和温度条件下严格遵守所有气体定律。在现实中,没有一种理想或完美的气体在所有的压力和温度条件下都遵循气体的所有定律。但真正的气体,如氧、氢、氮、空气等,一般很难液化;在一定的压力和温度范围内可视为理想气体(或理想气体)

气体的物理性质由三个变量控制,它们是

  1. 气体施加的压力,
  2. 气体所占体积
  3. 气体的温度。

理想气体的行为可以用实验结果证明的气体定律来研究。

  1. 波义耳定律
  2. 查尔斯定律
  3. 同性恋卢萨克法

让我们详细讨论一下这些气体定律

波义耳定律

这项法律是由罗伯特·博伊尔于1662年制定的。

声明:

它指出,在恒温条件下,给定质量的理想气体的绝对压力与其体积成反比。

数学上

波义耳定律

后缀1、2和3…表示不同的条件集。

说明:

为了理解这个定律,让我们做一个实验。

波义耳定律意象

假设我们有一个包含气体的气缸-活塞总成。保持这个系统在室温下(这样温度保持不变),如果我们通过施加外力来减小体积,那么钢瓶内的气体压力就会增加。如果除去外部负载,气体的体积开始增加,压力也会降低。这证明了当理想气体的压力增大时,其体积将减小,当体积减小时,其压力将增大。

查尔斯定律

这项法律是1787年由法国男子雅克a.C.查尔斯颁布的。

声明

这条法律可以用两种方式表述

报表1

在恒定的绝对压力下,给定质量的理想气体的体积与其温度成正比。

说明:

查尔斯·劳形象

我们再拿一个室温下的活塞缸总成。活塞的上部暴露在大气压力下(因此系统保持恒定的绝对压力)。圆筒的下部是导热体。现在从底部加热圆柱体。一段时间后,气缸的活塞开始向上移动。为什么会这样?你能猜到吗?让我告诉你到底发生了什么。当气缸被加热时,气缸内气体的温度升高,压力也随之升高,使气体膨胀并对活塞施加力,使其向上移动。活塞向上移动以保持压力恒定(即气体内部压力等于大气压力)。活塞的向上运动增加了气体的体积

所以我们可以得出结论,当系统处于恒定的绝对压力下时,气体的体积与温度成正比。

数学上

报表2

在恒定的压力下,温度每变化1摄氏度,所有理想气体的体积就会改变0摄氏度时体积的1/273。


查尔斯定律1

什么是绝对零温度?

因为气体的体积在0摄氏度时每降低1度,它的体积就会减少原来体积的1/273。所以如果我们把温度设为-273摄氏度,那么气体的体积就减少到零。

气体体积等于零的温度称为绝对零温度。

盖伊卢萨克定律

这条法律是约瑟夫·路易斯·盖伊·卢萨克在1809年制定的。

声明

在体积不变的情况下,给定质量的理想气体的绝对压力与其绝对温度成正比。

数学上

同性恋卢萨克法

其中后缀1、2和3…表示不同的条件集。

说明:

同性恋法律形象

让我们看一个活塞气缸总成,里面有理想气体。活塞不能移动。因为活塞是固定的,所以体积是恒定的。现在给钢瓶里的气体加热。气体的温度开始升高,气体的压力也随之升高。压力的增加可以在连接到系统的压力表上看到。

上述实验证明,在定容条件下,理想气体的压力与温度成正比。

4.阿伏加德罗定律

阿伏伽德罗定律有时也称为阿伏伽德罗假说或阿伏伽德罗原理。这是阿梅迪奥·阿伏加德罗在1811年提出的实验定律。

声明:

在恒定的温度和压力下,等量的所有气体中不含等量的分子。

或者

对于给定质量的理想气体,在温度和压力不变的情况下,气体的体积与气体中物质的量(摩尔)成正比。

数学上

阿伏加德罗定律

后缀1,2表示气体的不同条件集。

在哪里?

V=气体体积。
n=气体中物质的量(单位:摩尔)。
k=常数,等于RT/P,其中R是通用气体常数,T是温度(开尔文),P是压力。因为温度和压力是恒定的,所以RT/P也是恒定的,用k表示。

5.一般气体方程或理想气体定律

理想气体定律或一般气体方程是波义耳定律、查尔斯定律和阿伏加德罗定律的结合形式。理想气体方程写为

一般气体方程或理想气体定律

在哪里?

ρ=气体密度=m/V

P=气体压力
V=气体体积
n=气体物质的量(单位:摩尔)
R=理想或通用气体常数
T=气体的绝对温度

所有三个气体定律(即波义耳定律、查尔斯定律和盖伊-卢萨克定律)的总结如下:

气体定律-波义耳定律,查尔斯定律和盖伊卢萨克定律

如果你觉得理解这些气体定律有什么困难,你可以通过评论问我你的问题。如果你觉得这个话题很有用,那就和别人分享吧。

米什拉

潘卡吉米什拉是一个博客的激情和机械工程师的职业。他在2015年完成了机械工程学士学位。他喜欢分享知识和帮助他人。

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