9.2 平衡态 理想气体状态方程

V

p m1 RT m2 RT
m1 m2 1 m1 m2 2
RT
RT
23.6%
76.4%
1
2
1.20 kg m3
单位：[SI]Pa，常见的还有大气压（atm）和cmHg 1 atm=1 .013 105Pa=76 cmHg
3 温度T ： 表示物体冷热程度的量度，反映大量分子热运动剧
烈程度的物理量（微观上）。
实验证明：物体冷热程度的不同的物体相接触，最后将 趋近温度相同的热平衡。——热力学第零定律。
温标：温度的数值表示方法。 常见的有：[SI]热力学温标（单位：开尔文K）
2）平衡态是一个理想化模型，实际不存在平衡态。 但是如果系统状态变化很小可以忽略时，可近似看成 是平衡态。 3）热动平衡，大量分子做无规则的热运动。
4）处于平衡态气体，其状态可用统一的气体状态参 数描述，非平衡态则不能。
在下面的讨论中，除非特别说明，一般指平衡态。
三 理想气体状态方程
实验证明：处于平衡态的一定质量的气体，3个参数P 、V、T之间必然存在一定的关系。
[例1]设空气中含有23.6%氧和76.4%氮, 求在压强 p=105Pa 和温度T=17oC时空气的密度
解：设空气中氧和氮的质量分别为 m1、 m2 ，摩尔质量
分别为1 、2
由道尔顿分压定理可知， p m1 RT m2 RT
空气压强
M1 V M2 V
m1 m2
V m1 m2
摄氏温标（单位t）和华氏温标，关系如下： T=273.15 +t K
t F = [32 + (9/5)t]
二 平衡态Fra Baidu bibliotek
定义：对于热力学系统，在没有外界影响的情况下， 系统各部分的宏观性质长时间内不发生变化的状态。 否则称为非平衡态
说明 1）外界影响：系统与外界没有能量和物质交换。 宏观性质：指温度和压强等物理量
把P、V、T之间的函数关系式： T=F（V，P） 叫做气体状态方程. 。
理想气体：严格遵守气体实验三定律和阿佛伽德罗定律 的气体，其状态方程为：
PV m RT 克拉伯龙方程。 M
理想气体状态方程。m —气体质量，M—气体摩尔质量 （kg/Mol） R=8.31 J/mol .K—普适气体常数
注意：1）实际气体在温度不太低、高压强不太大的近似 2）理想模型；3）方程适用于平衡态，非平衡态不然。
§9.2 平衡态 理想气体状态方程 一 气体状态参数
状态参数：描述物体体状态的物理量 气体状态参数：描述气体状态的物理量。 如： 压强、体积和温度 下面将分别说明。
1 体积V ： 气体分子能够遍及到的空间的体积。单位：m3 等于容器的体积，注意：不等于气体分子的总体积
2 压强P ： 作用在器壁单位面积上的正压力。也叫压力。