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理想气体定律及其方程式


实验室k / 2019-04-28

       (1)理想气体状态方程式。

       有两种形式:

P1V1/T1=P2V2/T2=……=恒量        (1)

和      PV=nRT        (2)

       可根据具体情况来选用。一般在理想气体发生状态变化时用(1)式,而在没有状态变化或气体的数量发生变化(如发生化学反应)时用(2)式。

       注意方程式适用范围,避免应用于低温和高压的场合;否则要产生很大偏差。应用(2)式还应注意,R的数值要与压力和体积的单位相对应:

PV的单位 atm·l atm·cm3 mmHg·l Pa·m3(或J) Pa·dm3 cal
R的数值 0.08206 82.06 62.363 8.3143 8314.3 1.987
R的单位 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
常应用于 理想气体定律和平衡常数变换等方面的计算。 热力学,电化学等方面计算。

       对于R数值不要死记硬背,应会根据R=PV/nT和P、Vー些单位变换关系来进行推算,应记住这些单位的换算:latm=101325Pa=760mmHg,1卡=4.18J,1立方米=1000l(dm3)=10(6次方)ml(cm3)。

       (2)气体扩散定律(Graham's law)。

       在同温同压下,气体的扩散速度(渗流速度)与气体密度(或分子量)的平方根成反比:

v1/v2=√(d2/d1)=√(M2/M1)

       常用于分离不同气体和求算气态物质的分子量。

       (3)混合气体的分压定律。

       混合气体的总压力等于组份气体分压之和;某组份气体分压的大小和它在气体混合物中的体积分数(或物质的量分数X1)成正比。

P总=P1+P2+P3+……Pi

Pi=P总Vi/V总=P总Xi

       混合气体中每一种气体组份都分别遵循理想气体状态方程式

PiV总=niRT

P总Vi=niRT

       要注意通常用排水取气法或在水面上方收集的某一气体,总是包含水蒸气的,就是个混合气体的体系,就要用分压定律来处理这方面的问题。


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