理想气体状态方程

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
($pp509-512$)
{$\displaystyle pV=nRT$}; 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。

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。

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。

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