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理想氣體定律及其方程式


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-04-28

       (1)理想氣體狀態(tài)方程式。

       有兩種形式:

P1V1/T1=P2V2/T2=……=恒量        (1)

和      PV=nRT        (2)

       可根據(jù)具體情況來選用。一般在理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)用(1)式,而在沒有狀態(tài)變化或氣體的數(shù)量發(fā)生變化(如發(fā)生化學(xué)反應(yīng))時(shí)用(2)式。

       注意方程式適用范圍,避免應(yīng)用于低溫和高壓的場(chǎng)合;否則要產(chǎn)生很大偏差。應(yīng)用(2)式還應(yīng)注意,R的數(shù)值要與壓力和體積的單位相對(duì)應(yīng):

PV的單位 atm·l atm·cm3 mmHg·l Pa·m3(或J) Pa·dm3 cal
R的數(shù)值 0.08206 82.06 62.363 8.3143 8314.3 1.987
R的單位 atm·l/mol·K atm·cm3/mol·K mmHg·dm3/mol·K Pa·m3/mol·K(或J/mol·K) Pa·dm3/mol·K cal/mol·K
常應(yīng)用于 理想氣體定律和平衡常數(shù)變換等方面的計(jì)算。 熱力學(xué),電化學(xué)等方面計(jì)算。

       對(duì)于R數(shù)值不要死記硬背,應(yīng)會(huì)根據(jù)R=PV/nT和P、Vー些單位變換關(guān)系來進(jìn)行推算,應(yīng)記住這些單位的換算:latm=101325Pa=760mmHg,1卡=4.18J,1立方米=1000l(dm3)=10(6次方)ml(cm3)。

       (2)氣體擴(kuò)散定律(Graham's law)。

       在同溫同壓下,氣體的擴(kuò)散速度(滲流速度)與氣體密度(或分子量)的平方根成反比:

v1/v2=√(d2/d1)=√(M2/M1)

       常用于分離不同氣體和求算氣態(tài)物質(zhì)的分子量。

       (3)混合氣體的分壓定律。

       混合氣體的總壓力等于組份氣體分壓之和;某組份氣體分壓的大小和它在氣體混合物中的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X1)成正比。

P總=P1+P2+P3+……Pi

Pi=P總Vi/V總=P總Xi

       混合氣體中每一種氣體組份都分別遵循理想氣體狀態(tài)方程式

PiV總=niRT

P總Vi=niRT

       要注意通常用排水取氣法或在水面上方收集的某一氣體,總是包含水蒸氣的,就是個(gè)混合氣體的體系,就要用分壓定律來處理這方面的問題。


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