3-8 理想氣體方程式

3-8 理想氣體方程式

一、理想氣體
二、氣體的體積和壓力的關係
三、氣體體積和溫度的關係 ¾
四、亞佛加厥定律及莫耳體積
五、理想氣體方程式

一、理想氣體 [return]

1. 氣體有一般的通性,即任何氣體無一定的形狀、大小,可擴散、可膨脹、可被壓縮

*2.理想氣體(ideal gas)的條件

(1)分子為一質點,分子僅具有質量但自身體積為零

(氣體分子所能自由運動的全部空間,故理想氣體的體積等於容器的體積)

(2)分子間無作用力(故理想氣體不能液化或固化)

3.真實氣體接近理想氣體的條件

(1)低沸點,不易液化的氣體

He的沸點最低(4K),故最接近於理想氣體

(2)高溫低壓

∵真實氣體本身佔有體積,分子間有作用力

∴高溫時,分子運動速率大,兩個分子靠近之時間極短暫,故分子間之引力可忽略

低壓時,氣體體積膨脹,分子本身佔有之體積可忽略

 

二、氣體的體積和壓力的關係 ¾ 波以耳定律 [return]

1.提出者:1660年英國的波以耳

2.內容:定溫時,定量氣體的壓力和其體積成反比Þ 定T、n(莫耳數)時,PV=K(常數)

公式:P1V1=P2V2

圖形:這邊沒有圖

 

三、氣體體積和溫度的關係 ¾ [return]

查理•給呂薩克定律

1.提出者:1787年至1801年,法國的查理和給呂薩克經由實驗歸納結果而提出

2.內容:定壓,定量的氣體之體積和絕對溫度成正比

(1)在定壓時,定量氣體之溫度每升高(或降低)1℃,其體積即增加(或減少) 0℃體積的
Þ t:攝氏溫度℃
Þ

(2)定P、n時,(常數)Þ
T:絕對溫度(K)

(3)圖形這邊也沒圖

 

四、亞佛加厥定律及莫耳體積 [return]

1.亞佛加厥定律

內容:同溫同壓下,同體積的任何氣體含有相同數目的分子
即:定T、P時,V µ n 或 (常數)

2.莫耳體積

(1)標準狀況(S.T.P.)

S.T.P.:0℃,1 atm 稱為標準狀況(Standard Temperature and Pressure)在標準狀況下,即在S.T.P下,1 mole任何氣體體積為22.4 L

(2)常溫常壓(N.T.P):即在N.T.P下,1mole任何氣體體積為24.5 L

 

五、理想氣體方程式 [return]

1.導證

波以耳: V µ

查理•給呂薩克: V µ T

亞佛加厥: V µ n

∴V µ ×T×n

Þ (常數)

理想氣體方程式 Þ PV=nRT

2.R為氣體常數

∵由實驗得:
1mole的任何氣體在S.T.P.(0℃,1 atm)下
體積為22.4L

∴1 atm×22.4 L = 1 mole×R×273 K

Þ R = 0.082 atm.L/mole.K

*理想氣體常數R之單位與數值會隨壓力及體積之使用單位不同而異*

<補充> R的其他單位

R=62.4mmHg.L/mole.K

=8.314 J/mole.K <S.I.單位>

3.應用

PV=nRT,而莫耳數 n=w/M

Þ Þ PM = dRT