什么是气体常数？(the gas constant?)

气体常数（用字母R表示），也被称为理想气体常数，是压力（P）、体积（V）、温度（T）和气体摩尔（n）在随机方程式中的函数。公式PV = nRT被称为理想气体定律。R的值可以通过重新排列方程找到，即R=（PV）/（nT）。换句话说，气体常数是气体的压力乘以其体积，除以气体的摩尔数乘以其温度（开尔文）。...

气体常数（用字母R表示），也被称为理想气体常数，是压力（P）、体积（V）、温度（T）和气体摩尔（n）在随机方程式中的函数。公式PV = nRT被称为理想气体定律。R的值可以通过重新排列方程找到，即R=（PV）/（nT）。换句话说，气体常数是气体的压力乘以其体积，除以气体的摩尔数乘以其温度（开尔文）。

理想气体是假想的--它们严格遵守所有简单的气体定律，在标准温度和压力（STP）下，即273开尔文，1个大气压，摩尔体积为22.4141升。然而，在STP下，大多数气体的行为与理想气体相似，因此R值一般为0.0821 L atm / mol K或8.3145 J / mol K。例如，理想气体定律和气体常数可以用来计算303开尔文的15升容器中0.508摩尔氧气的压力。体积、温度和摩尔数是已知的。

P = (nRT) / V = (0.508 mol x 0.0821 L atm x 303 K) / 15.0 L mol K = 0.842 atm

当气体处于低温或高压下时，情况会发生变化。在这些条件下，气体分子移动得更近、更慢，因此分子间的作用力（称为范德华力）导致测量的压力比预期的低。当分子更接近时，实际分子的体积也成为气体总体积的一个较高的部分。

为了补偿真实气体的行为，范德瓦尔斯方程开始发挥作用。表达式（n2a）/ V2补偿了分子间的吸引力，表达式nb补偿了气体分子的体积。这些条款共同构成了范德瓦尔斯方程。

[P + (n2a) / V2] x (V-nb) = nRT

表达式n2a和nb被称为范德瓦尔斯常数，必须通过实验来确定。只有当气体处于高温或低压时，范德瓦耳斯方程才是必要的。如果气体处于室温或以上，压力小于几个大气压，理想气体定律将适用。

  • 发表于 2022-02-09 22:35
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  • 分类：科学

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