理想的气体法
理想气体的动力学理论(理想气体的假设)
为了描述一种理想的气体,制造了一系列假设。
1)气体由大量微小的颗粒组成,相对于其尺寸很远。这意味着与放置它们的容器的体积相比,气体分子具有可忽略的体积。
2)气体颗粒和粒子之间的碰撞和集装箱壁是弹性碰撞(总动能的净损失)。
3)气体颗粒是连续的,快速和随机的运动。因此,它们具有动能,这是运动能量。
4)气体颗粒之间没有相互作用的力。因此,它们可以彼此独立移动。他们只通过互相互动弹性碰撞。
5)气体颗粒的平均动能仅取决于气体的温度。
Gay-Lussac的法律或Amontons'法
动力学分子理论的最后一个假设状态,气体颗粒的平均动能仅取决于气体的温度。因此,随着气体变暖,气体颗粒的平均动能增加。因为这些颗粒的质量是恒定的,因为如果颗粒的平均速度增加,它们的动能只能增加。当它们撞到墙壁时,这些颗粒的速度越快,它们在墙壁上施加的力越大。由于每碰撞的力随温度升高而变大,因此气体的压力也必须增加。
这里P是压力,Kelvin的温度是温度。在此,恒定的气体的体积和数量和摩尔数。如果在kelvin中表示温度,则压力和温度之间的图形将是通过原点的直线。
如果温度在摄氏度中表示,则压力和温度之间的图形将是直线,但不会通过原点。在外推,图表将达到-273.15度。
博伊尔的法律
气体可以压缩,因为大部分气体体积是空的空间。如果我们在不改变其温度的情况下压缩气体,则气体颗粒的平均动能保持不变。粒子移动的速度没有变化,但容器较小。因此,在较短的时间内,颗粒从容器的一端从容器的一端行进到另一端。这意味着它们更频繁地击中墙壁。与墙壁的碰撞频率的任何增加必须导致气体压力的增加。因此,随着气体的体积变小,气体的压力变大。
如果固定气体和气体的量,则压力与气体占据的体积成反比。
这里P是压力,V是体积。
如果固定气体的温度和摩尔数,则压力P和体积V之间的图形将是矩形双曲线。越来越大的气体压力减少,反之亦然。这样的过程也称为等温的过程
查尔斯的法律
气体中的颗粒的平均动能与气体的温度成比例。因为这些颗粒的质量是恒定的,所以颗粒必须在气体变暖时移动得更快。如果它们移动得更快,颗粒每次撞到墙壁时都会在容器上发出更大的力,这导致气体压力的增加。如果容器的墙壁是柔性的,它将扩展,直到气体的压力再次平衡大气的压力。随着气体的温度增加,气体的体积变大。
如果理想气体的压力保持恒定,则容器的体积与气体的温度(在keelvin)上成比例。
这里,V是容器的体积,T是Kelvin气体的温度。
v和t(在keelvin中的图表)描绘了查理法的v和t(在keelvin)将是通过原点的直线。虽然,我们永远不会将音量降低到零,因此不应显示图形的通过原点。
如果温度以度为程度,则图形将不是通过原点将达到温度 C
Avogadro的假设
随着气体颗粒的数量增加,与容器壁的碰撞频率必须增加。反过来,这导致气体压力的增加。柔性容器,如气球,直到气球内部气体的压力再次平衡外部气体的压力。因此,气体的体积与气体颗粒的数量成比例。
如果理想气体的压力和温度保持恒定,则容器的体积与容器中的气体量(气体数量)成比例。
道尔顿的部分压力定律
想象一下,将发生什么,在不同压力但相同温度下的气体加入容器中。总压力会增加,因为与容器的墙壁会产生更多的碰撞。在容器中存在如此多的空的空间,即每种类型的气体分子在只有一种气体时经常在混合物中击中容器的壁。随着更多数量的气体分子击中容器壁,而且由于单个气体分子引起的压力也相同,总压力会增加。因此,该混合物中壁的碰撞总数等于当每个气体本身存在时会发生的碰撞之和。换句话说,
气体混合物的总压力等于各个气体的部分压力的总和。
理想的气体方程
它是1834年ÉmileClapyyron首次表示的是博伊尔法律,查尔斯法律和艾奥艾岛法律的组合。理想的气体法通常是:
在哪里, 是气体常数。一些值 如下所述。
27℃下的气体具有体积V和压力P.加热其压力加倍,体积变为三倍。找到所得到的气体温度。
从理想的气体方程, 对于封闭的容器,因此摩尔数保持恒定,因此
气球包含 氦气在27°C和1气氛压力下。在-3℃温度和0.5气氛压力下氦的体积将是
从理想的气体方程,
由于气体被困在气球内,因此气体的摩尔数保持不变。让 那 和 是初始压力,体积和温度,和 那 和 是最终压力,体积和温度
然后,