气体四大定律
气体定律
在一定温度和压力下,物质总是以一定的聚集状态存在。即存在为气态、液态或固态,条种状态都各有其特性。在一定条件下,物质总是以一定的聚集状态参加化学反应的。物质的状态(state of matter)对其化学行为是有重要影响的。对于给定的反应,由于物质的状态不同,反应的速度和反应的能量关系也有所不同,还会影响反应条件。
气体的特征是具有扩散性和压缩性(diffusivity and compressibility)。将气体引入任何大小的容器中,由于气体分子的能量大,分子间引力小,分子在作无规则地运动,因而能自动扩散充满整个容器。所以气体没有一定的体各和形状。又因为气体分子间的空隙很大,对气体加压,其体积就缩小。同时气体还受到温度、气体的量的影响。通常一定量的气体所处状态可以用压力(pressure)、体积(volume)、温度(temperature)来描述。而反应这四个量的关系的式子就是气体的状态方程式。
一般气体在密度不太高、压强不太大(与大气压比较)和温度不太低(与室温比较)的实验范围内,遵守玻意耳(Boyle)定律、盖-吕萨克(Gay Lussac)和查理(Charles)定律。应该指出对不同气体来说这三条定律的适用范围是不同的,不易液化的气体,例如氮气、氢气等适用的范围比较大,而氨气的适用范围就要小得多。实际上在任何情况下都服从上述三条理论定律的气体是没有的。我们把实际气体抽象化,提出理想气体的概念,认为理想气体能无条件地服从这三条定律。在这种情况下,理想气体的状态函数 p、V、T 之间的关系即理想气体的状态方程。 可以从这三条定律导出当物质的量为 n 的理想气体处于平衡态时,它的状态方程就是: 其中包括了气体的三个状态量:p——压强(千帕斯卡);V——体积(立方分米);T——气体的热力学温度(开尔文)。
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