[研究生入學(xué)考試]第2章+氣體-文庫吧
2025-01-04 15:37 本頁面
【正文】 1 0 J K6 . 0 2 2 1 0Ak R N??? ? ? ? ?? k 的物理意義是分子氣體常數(shù) 氣體分子的速率分布 ? 盡管每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率隨時(shí)都在改變，但分子總體的速率分布卻遵循一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即在某特定速率范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)中的份額是可以統(tǒng)計(jì)估算的。 ? 19世紀(jì) 60年代物理學(xué)家 Maxwell和Boltzmann用概率論及統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法從理論上推導(dǎo)了氣體分子速率分布和能量分布的規(guī)律： ? 到 20世紀(jì)中葉，隨著高真空技術(shù)的發(fā)展，人們通過實(shí)驗(yàn)直接測定了某些氣體分子的速率分布，驗(yàn)證了 Maxwell分布律。 ? 氣體分子的能量分布 (MaxwellBoltzmann分布律 ) ? 若分子只在平面上運(yùn)動(dòng)，可簡化為： 167。 2 理想氣體狀態(tài)方程式 The Ideal Gas State Equation 假設(shè)有一種氣體 ， 它的分子只有位置而不占有體積 ， 是一個(gè)具有質(zhì)量的幾何點(diǎn)；分子之間沒有相互吸引力 ， 分子之間及分子與器壁之間發(fā)生的碰撞不造成動(dòng)能損失 。 我們稱這種氣體為理想氣體 。 一定質(zhì)量的氣體在確定的溫度和壓力下將占有確定的體積，這是氣體的基本性質(zhì)。所以對一定質(zhì)量的氣體來說，它的壓力（ p）、體積（ V）和溫度（ T）互為變數(shù)，是決定氣體狀態(tài)的基本參數(shù)，因此把 p、V和 T稱為氣體的狀態(tài)函數(shù)。 167。 2 理想氣體狀態(tài)方程式 The Ideal Gas State Equation 1. 波義爾定律 （ Boyle Law） 當(dāng) n和 T一定時(shí) ， 氣體的 V與 p成反比 ， 這就是波義爾定律 ， 可以表示為： V ∝ 1/p (21) 167。 2 理想氣體狀態(tài)方程式 The Ideal Gas State Equation 2. 查理定律 （ Charles Law） 當(dāng) n和 p一定時(shí) ， 氣體的 V與 T成正比 ， 這就是查理 （ Charles） 定律 ， 可以表示為： V ∝ T (22) 167。 2 理想氣體狀態(tài)方程式 The Ideal Gas State Equation 3. 阿佛加德羅定律 （ Avogadro） 當(dāng) p和 T一定時(shí) ， 氣體的 V和 n成正比 ， 這就是阿佛加德羅 （ Avogadro） 定律 ， 可以表示為： V ∝ n (23) 167。 2 理想氣體狀態(tài)方程式 The Ideal Gas State Equation 以上三個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律的表達(dá)式 (21)、 (22)和 (23)可以合并成如下的關(guān)系式： V ∝ nT/p (24) 實(shí)驗(yàn)測得 （ 64） 式中的比例系數(shù)是 R， 于是得到： pV = nRT (25) 這就是大家熟悉的理想氣體狀態(tài)方程式。式中 p、V、 T是氣體參數(shù)， R是氣體常數(shù)， n是氣體的物質(zhì)的量。 167。 2 理想氣體狀態(tài)方程式 The Ideal Gas State Equation 因?yàn)?n = m/M， 上式也可以寫成： pV = (m/M ) /RT (26) 式中 m為理想氣體的質(zhì)量， M為理想氣體的相對分子 (原子 )質(zhì)量。在國際單位制中， p以 Pa、 V以 mT以 K、 m和 M以 kg為單位， R為 J mol1 K1。 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式，可以計(jì)算氣體未知的狀態(tài)函數(shù)，也可以在已知狀態(tài)條件下求氣體物質(zhì)的相對分子質(zhì)量等。 167。 2 理想氣體狀態(tài)方程式 The Ideal Gas State Equation [例 1] 在容積為 ，當(dāng)溫度為 288K時(shí)，測得瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 10
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