气体定律——声明、类型、应用
当条件正常时,所有气体都具有相似的行为。然而,即使是压力、温度或体积等物理条件的微小变化也会导致偏差。使用气体定律研究气体的行为。气体的状态变量,例如压力、体积和温度,揭示了它的真实性质。因此,气体定律是这些变量之间存在的关系。让我们更多地了解关键气体规则!
气体定律是一组通过建立以下变量之间的相关性来控制气体行为的规则:
- 气体占据的空间量。
- 气体施加在容器壁上的力。
- 气体的绝对温度。
- 气态物质的量(或气体的摩尔数)。
在普通条件下,所有气体的行为都相似。当与气体相关的物理参数(例如温度、压力和体积)发生变化时,它们的行为就会发生变化。以发现它们的科学家的名字命名的气体定律基本上描述了气体的行为。
气体法
当条件正常时,所有气体都表现出类似的行为。然而,物理变量(如压力、温度或体积)的微小变化会导致分歧。气体定律是对气体行为的检查。气体的状态变量,例如压力、体积和温度,揭示了它的真实性质。因此,气体定律是这些变量之间的关系。
- 波义耳定律
在恒定温度下,波义耳定律描述了气体压力和体积之间的关系。因此,根据波义耳定律,在恒定温度下,压力加倍会使气体的体积减少一半。对此的解释是存在于气态物质分子之间的分子间力。由于分布的分子,气态物质在其自由状态下填充了较大体积的容器。当对气态介质施加压力时,分子会靠得更近,占据的空间更小。换句话说,施加的压力与气体的密度成正比。在恒温下,气体的体积与其压力成反比。其公式如下:
PV=k 1
波义耳定律可用于计算气体的当前压力或体积,也可写为
P 1 V 1 =P 2 V 2
- 查理定律
1787 年,雅克查尔斯研究了在恒定压力下温度对气态物质体积的影响。他进行这项研究是为了更好地了解热气球飞行背后的技术。根据查理定律,恒定压力的封闭系统中气体的体积与温度(开尔文)成正比。这意味着随着温度的升高,体积会增加,而随着温度的下降,体积会下降。该定律基本上概述了气体的温度和体积之间的关系。查理定律在数学上可以表述为:
V 1 / T 1 = V 2 / T 2
- 盖-吕萨克定律
Gay-Lussac 方程表达了恒定体积下温度和压力之间的关系。该定律断言,对于特定气体,压力与恒定体积下的温度成正比。当你加热气体时,分子会获得能量并更快地传播。当分子冷却时,它们会减慢速度并且压力会降低。 Gay-Lussac 定律,在数学上写成;可用于确定温度和压力的变化。
P 1 / T 1 = P 2 / T 2
- 阿伏伽德罗定律
根据阿伏伽德罗定律,如果气体是理想气体,则系统具有相同数量的分子。该定律还表明,如果气体的体积相等,只有当体积相同时,分子数才会与理想气体相同。这个陈述可以用数字表示为
V 1 / n 1 = V 2 / n 2
其中 V 表示理想气体的体积,n 表示上式中的气体分子数。该位置的温度以开尔文标度测量。因为这里的体积是恒定的,所以 Gay-Law Lussac 的图被称为等距线。
- 阿伏伽德罗定律
Amedeo Avogadro 于 1811 年将道尔顿原子理论的结论与盖伊卢萨克定律合并,创建了阿伏伽德罗定律,这是基本的气体定律。阿伏伽德罗定律指出,在恒定温度和压力下,所有气体的体积等于相同数量的分子。换句话说,在恒定的温度和压力下,任何气体的体积都与该气体中的分子数成正比。
先前的气体定律概述了气体在各种温度、压力、体积和质量下的许多特性。这些法律可能看起来微不足道,但它们在我们的日常生活中发挥着重要作用。在改变的条件下,气体行为的差异会影响从呼吸到热气球和汽车轮胎的一切。
- 组合气体法
组合气体定律,也称为一般气体方程,由三个气体定律合并而成:查理定律、波义耳定律和盖-吕萨克定律。该定律描述了一定量气体的温度、体积和压力之间的关系。如果我们想在不同的情况下比较相同的气体,这个规律可以表示为:
(P 1 * V 1 ) / T 1 = (P 2 * V 2 ) / T 2
- 理想气体定律
理想气体定律,就像组合气体定律一样,是四个独立气体定律的综合。此处应用阿伏伽德罗定律,将组合气体定律转化为理想气体定律。该定律连接了四个不同的变量:压力、体积、摩尔数或分子数以及温度。本质上,理想气体定律描述了上面列出的四个因素之间的关系。理想气体定律在数学上表示为:
PV=nRT
其中,V = 气体体积,T = 气体温度,P = 气体压力,R = 通用气体常数,n 表示摩尔数。
燃气法的应用
- 当环境的物理条件发生变化时,气体粒子的行为会偏离其正常行为。许多被称为气体定律的定律可用于研究气体行为的这些变化。
- 气体定律已经存在了很长时间,它们极大地帮助科学家确定气体的数量、压力、体积和温度。
- 此外,气体定律以及更新的变体被用于使用气体的各种实际应用中。例如,呼吸气体、潮气量和肺活量等的测量是在室温下进行的,尽管这些交换发生在 37 摄氏度的身体中。
- 该定律也经常用于热力学和流体动力学。它可以用于天气预报系统。
示例问题
问题1:什么是气体定律?
回答:
A gas’s state variables, such as pressure, volume, and temperature, reveal its true nature. As a result, gas laws are relationships between these variables.
问题2:温度对气体有什么影响?
回答:
The state variables of a gas, such as pressure, volume, and temperature, reflect the true nature of the gas. As a result, gas laws are based on the interactions of these variables.
问题 3:什么是阿伏伽德罗定律?
回答:
According to Avogadro’s law, if the gas is an ideal gas, the system has the same number of molecules. The law also indicates that if the volume of gases is equal, the number of molecules will be the same as the ideal gas only when the volume is identical.
问题4:命名理想气体定律中的四个变量?
回答:
The four distinct variables are pressure, volume, the number of moles or molecules, and temperature.
问题5:气体的温度和体积之间有什么关系?
回答:
When the temperature increases, the volume increases, and when the temperature falls, the volume falls. Thus, they are directly proportional to each other.