已知某理想气体的压强为p,体积为V,温度为T,k为玻尔兹曼常数,R为摩尔气体常量,则该理想气体单位体积内的分子数为:()。
A、
B、
C、
D、
【正确答案:B】
由理想气体状态方程压强表述:,可知正确答案。
理想气体状态方程的单位是p、V、n、R、T。
p为压强(Pa),V为气体体积(m³),T为温度(K),n为气体的物质的量(mol),R为摩尔气体常数(也叫普适气体恒量)(J/(mol.K))。
式中R为普适气体常数,其取值与状态参量的单位有关,在国际单位制中R=8.31J/(mol・K)。该方程反映了一定质量气体在同一状态下三个状态参量之间的关系。
理想气体状态方程适用范围
任何情况下都严格遵守气体实验定律的气体可以看成理想气体。同时,气体实验定律是在压强不太大(与大气压相比)、温度不太低(与室温相比)的条件下获得的,因此只要在此条件下一般气体都可以近似视作理想气体。
以理想气体模型为基础,范德瓦尔斯气体模型考虑分子间吸引和排斥力后所做的修正在一定程度上可以体现真实气体的部分性质,如临界现象等。但范德瓦尔斯等温线与真实气体等温线还有明显的区别,尤其在温度较低时,因此它只能作为研究真实气体的参考模型,还有不完善和有待改进之处。
摩尔气体常数(又称通用、理想气体常数及普适气体常数,符号为R)是一个在物态方程式中联系各个热力学函数的物理常数。其值大约为8.314472J/(mol·K)。
与它相关的另一个名字叫玻尔兹曼常量(Boltzmann constant大陆玻尔兹曼常量台湾波兹曼常数),但当用于理想气体定律时通常会被写成更方便的每开尔文每摩尔的单位能量,而不写成每粒子每开尔文的单位能量,即R=NA*k(NA为阿伏伽德罗常数,Avgadro's number;k为玻尔兹曼常数,Boltzman number)。
理想气体状态方程中的摩尔气体常数R的准确数值,是通过实验测定出来的。
相关方程:
气态方程全名为理想气体状态方程:pV=nRT。其中p为压强,V为体积,n为物质的量,R为普适气体常量,T为绝对温度(T的单位为开尔文(字母为K),数值为摄氏温度加273.15,如0℃即为273.15K)。
当p,V,n,T的单位分别采用Pa(帕斯卡),m3(立方米),mol,K(开尔文),R的数值为8.31。该方程严格意义上来说只适用于理想气体,但近似可用于非极端情况(低温或高压)的真实气体(包括常温常压)。
另外指的是理想气体状态方程来源的三个实验定律:玻一马定律、盖·吕萨克定律和查理定律,以及直接结论pV/T=恒量。
波义耳-马略特定律:在等温过程中,一定质量的气体的压强跟其体积成反比。即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。即p1V1=p2V2。