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理想气体分子运动平均速率公式

时间:2022-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:理想气体是实际气体的一个抽象化模型。宏观上讲,当密度不太高、压强不太大以及温度不太低时,能够严格遵从三个实验定律的气体定义为理想气体。总之,气体可看作自由地、无规则地运动着的弹性球分子的集合,这是理想气体的微观模型。当一定质量的理想气体从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ时,两状态之间的关系为式中:n=为单位体积分子数,其中N是分子总数;k==1.38×10-23 J/K,称为玻耳兹曼常数,其中NA=6.023×1023/mol,称为阿伏加德罗常数。

2.1.3 理想气体状态方程

1.理想气体

理想气体是实际气体的一个抽象化模型。宏观上讲,当密度不太高、压强不太大以及温度不太低时,能够严格遵从三个实验定律(即玻意耳—马略特定律、盖—吕萨克定律和查理定律)的气体定义为理想气体。从微观角度可对理想气体作如下描述:①气体分子的大小与气体分子间的距离相比较可以忽略不计;②气体分子处在无规则的热运动中且服从经典力学规律;③除碰撞的瞬间外,分子所受作用力可以忽略,而且分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是弹性的,动量与动能均守恒。总之,气体可看作自由地、无规则地运动着的弹性球分子的集合,这是理想气体的微观模型。

2.理想气体状态方程

当一定质量的理想气体从状态Ⅰ(p1、V1、T1)变化到状态Ⅱ(p2、V2、T2)时,两状态之间的关系为

img1319

这是理想气体状态方程的一种形式。

质量为M、摩尔质量为μ的理想气体处在某平衡态下时,各状态参量间的关系为

img1320

式中:p的单位为Pa;V的单位为m3;T的单位为K;R=8.31J/(mol·K)称为普适气体常量。

这是理想气体状态方程的常用形式,其中的img1321是摩尔数。

由上述常用形式还可以导出理想气体状态方程的另一种形式为

img1322

式中:n=img1323为单位体积分子数(即分子数密度),其中N是分子总数;k=img1324=1.38×10-23 J/K,称为玻耳兹曼常数,其中NA=6.023×1023/mol,称为阿伏加德罗常数。

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