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理想气体定律是化学中用来描述"理想气体"行为的方程式,理想气体是一种假设的气体物质,它随机运动,不与其他气体相互作用。这个方程的公式是PV=nRT,意思是压力乘以体积等于摩尔数乘以理想气体常数乘以温度。理想气体定律通常用于国际单位制,所以P是帕斯卡,V是立方米,n是无量纲的,代表摩尔数,R是焦耳除以凯尔文乘以摩尔,T是凯尔文。定律也可以用PV=NkT,用粒子数(n)代替摩尔数,用玻尔兹曼常数代替摩尔数理想气体常数。科学家用烧杯研究理想气体定律时必须了解的一个重要因素是它只在理想的理论情况下工作。真实的气体相互作用,并与自身发生不同程度的相互作用,这些相互作用会削弱气体粒子运动的随机性。例如,在低温和高压下,气体之间的吸引力可能会显著改变气体的行为方式。在足够低的温度和足够高的压力下,许多气体甚至变成液体,但是理想气体定律并不能解释这种现象。理想气体定律有多种用途,但它们几乎总是涉及理论上的情况。我们可以用理想气体定律来确定理想气体的任何未知性质,假设我们知道其余的性质。例如,如果压力,摩尔数和温度已知,通过简单的代数计算体积是可能的在某些情况下,理想气体定律可用于实际情况,但仅适用于在特定温度和压力条件下行为严格遵循该定律的气体,理想气体定律在高中和大学的普通化学课上通常都有非常详细的教学内容。学生们用这个定律来学习化学计算的基本知识,并且在实际应用这个方程之前,通常需要进行几个单位的换算。这个定律也是举例说明了气体行为的几个重要概念。举例来说,气体系统压力的增加往往与体积的减少相对应,反之亦然。理解所证明的关系很重要,即使这个方程不能用于精确计算实际气体系统。
  • 发表于 2020-09-17 18:57
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  • 分类:科学教育

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