理想气体状态方程

简介

理想气体状态方程，在热力学里，描述理想气体宏观物理行为的状态方程称为理想气体状态方程（ideal gas equation of state）。理想气体定律表明，理想气体状态方程为[1](pp509-512) {\displaystyle pV=nRT}； 其中，{\displaystyle p}为理想气体的压强，{\displaystyle V}为理想气体的体积，{\displaystyle n}为气体物质的量(通常是摩尔)，{\displaystyle T}为理想气体的热力学温度，{\displaystyle R}为理想气体常数。 理想气体方程以变量多、适用范围广而著称，对于很多种不同状况，理想气体状态方程都可以正确地近似实际气体的物理行为，包括常温常压下的空气也可以近似地适用。 理想气体定律是建立于玻意耳-马略特定律、查理定律、盖-吕萨克定律等人提出的经验定律。最先由物理学者埃米尔·克拉佩龙于1834年提出[2]。奥格斯特·克罗尼格（August Krönig）于1856年、鲁道夫·克劳修斯于1857年分别独立地从气体动理论推导出理想气体定律。

应用

一定量处于平衡态的气体，其状态与压强、V和T有关，表达这几个量之间的关系的方程称为气体的状态方程，不同的气体有不同的状态方程。但真实气体的方程通常十分复杂，而理想气体的状态方程具有非常简单的形式。
在普通状况，像标准状况，大多数实际气体的物理行为近似于理想气体。在合理容限内，很多种气体，例如氢气、氧气、氮气、惰性气体等等，以及有些较重气体，例如二氧化碳，都可以被视为理想气体。一般而言，在较高温度，较低压强，气体的物理行为比较像理想气体。这是因为，对抗分子间作用力的机械功，与粒子的动能相比，变得较不显著；另外，分子的大小，与分子与分子之间的相隔空间相比，也变得较不显著。

研究过程

在17和18世纪，许多科学家对低压气体经过不断地试验、观察、归纳总结，通过汇集许多双变量的实验定律，推导出了理想气体定律。