氣體常數(shù)物理知識(shí)點(diǎn)整理

1、氣體常數(shù)開放分類：物理r=rmm,為每kg理想氣體的氣體常數(shù)，隨氣體的分子量變化而變化，m為每千摩爾氣體質(zhì)量，而 rm是每千摩爾理想氣體的氣體常數(shù)，稱為通用氣體常數(shù)，也稱普適氣體恒量，不會(huì)隨氣體的分 子量變化而改變理想氣體狀態(tài)方程：pV=nRT已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol理想氣體的體積約為 22.4L把 p=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L 代進(jìn)去得到R約為8.314,單位我就不寫了玻爾茲曼常數(shù)的定義就是k=R/NaPV=nRT克拉伯龍方程式 通常用下式表示：PV=nRTP表示H理、V表示氣體體積、n表示物質(zhì)的量、T表示絕對(duì)溫度、R表示氣體常數(shù)。所有氣體R值均相

2、同。如果壓強(qiáng)、溫度和體積都采用國(guó)際單位（ SI） , R=8.314帕米3/摩爾Ko如果壓強(qiáng)為大氣壓，體積為 升，則R=0.0814大氣壓 升/摩爾Ko理想氣體狀態(tài)方程：pV=nRT已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol理想氣體的體積約為 22.4L把 p=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L 代進(jìn)去得到R約為8.314,單位我就不寫了玻爾茲曼常數(shù)的定義就是 k=R/Na因?yàn)閚=m/M、p=m/v （n物質(zhì)的量，m物質(zhì)的質(zhì)量，M 物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，數(shù)值上等于物質(zhì)的分子量, P氣態(tài)物質(zhì)的密度）,所以克拉伯龍方程式也可寫成以下兩種形式：Pv=m/MRT 和PM=p RT以A、B兩種氣

3、體來進(jìn)行討論。（1 ）在相同T、P、V時(shí)：根據(jù)式：nA=nB （即阿佛加德羅定律）摩爾質(zhì)量之比=分子量之比=密度之比=相對(duì)密度）。若 mA=mB則MA=MB。（2）在相同T -P時(shí)：體積之比=摩爾質(zhì)量的反比；兩氣體的物質(zhì)的量之比=摩爾質(zhì)量的反比）物質(zhì)的量之比=氣體密度的反比；兩氣體的體積之比=氣體密度的反比）(3)在相同T V時(shí):摩爾質(zhì)量的反比；兩氣體的壓強(qiáng)之比=氣體分子量的反比)。阿佛加德羅定律推論一、阿佛加德羅定律推論我們可以利用阿佛加德羅定律以及物質(zhì)的量與分子數(shù)目、摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系得到以下有用的推論：(1)同溫同壓時(shí)： V1:V2=n1:n2=N1:N2 pl: M1:M2 同質(zhì)量時(shí)：

4、V1:V2=M2:M1(2)同溫同體積時(shí)：p1:p2=n1:n2=N1:N2 同質(zhì)量時(shí)：p1:p2=M2:M1(3)同溫同壓同體積時(shí)：p 1: p 2=M1:M2 m1:m2具體的推導(dǎo)過程請(qǐng)大家自己推導(dǎo)一下，以幫助記憶。推理過程簡(jiǎn)述如下：(1)、同溫同壓下，體積相同的氣體就含有相同數(shù)目的分子，因此可知：在同溫同壓下，氣體體積與分子數(shù) 目成正比，也就是與它們的物質(zhì)的量成正比，即對(duì)任意氣體都有V=kn ;因此有V1:V2=n1:n2=N1:N2 ,再根據(jù)n=m/M就有式；若這時(shí)氣體質(zhì)量再相同就有式了。(2)、從阿佛加德羅定律可知：溫度、體積、氣體分子數(shù)目都相同時(shí)，壓強(qiáng)也相同，亦即同溫同體積下氣體

5、壓強(qiáng)與分子數(shù)目成正比。其余推導(dǎo)同(1)。(3)、同溫同壓同體積下，氣體的物質(zhì)的量必同，根據(jù) n=m/M和P =m/V就有式。當(dāng)然這些結(jié)論不僅僅只 適用于兩種氣體，還適用于多種氣體。二、相對(duì)密度在同溫同壓下，像在上面結(jié)論式和式中出現(xiàn)的密度比值稱為氣體的相對(duì)密度D=p 1: P2=M1:M2o注意：.D稱為氣體1相對(duì)于氣體2的相對(duì)密度，沒有單位。如氧氣對(duì)氫氣的密度為16。.若同時(shí)體積也相同，則還等于質(zhì)量之比，即 D=m1:m2。影響音速的因素從聲源發(fā)出的聲波以一定的速度向周圍傳播，意味著聲波的能量也以一定的速度向周圍傳播。目前所知，聲波能夠在所有物質(zhì)(除 真空夕卜)中傳播。其傳播速度由傳聲介質(zhì)的某

6、些物理性質(zhì)，主要是力學(xué)性質(zhì) 所決定。例如，音速與介質(zhì)的 密度和彈性性質(zhì)有關(guān),因此也隨介質(zhì)的 遢度、壓強(qiáng)等狀態(tài)參量而改變。氣體 中音速每秒約數(shù)百米，隨溫度升高而增大，0c時(shí)空氣中音速為 331 . 4米/秒，15c時(shí)為340米/秒，溫度每升高1C,音速約增加0. 6米/秒。通常，固體介質(zhì)中音速最大，液體介質(zhì)中的音速較小，氣體介質(zhì) 中的音速最小。另外，不均勻介質(zhì)中的音速處處不等。各向異性介質(zhì)中的音速隨傳播方向而異。在有些情況下音速還與聲波本身的振幅、頻率、振動(dòng)方式(縱波聲速、橫波聲速等)有關(guān)。如果傳播 介質(zhì)的尺寸不夠大，則其邊界對(duì)音速也有影響。因此為了使音速的量值確切地表征傳聲介質(zhì)的聲學(xué)特征, 不

7、受其幾何形狀的影響，一般須規(guī)定傳聲介質(zhì)的尺寸足夠大（理論上為無限大）情況下的聲波傳播速度。有時(shí)為了實(shí)用上的方便，也列出某些特殊情況下的音速，如固體細(xì)棒中的音速。一些介質(zhì)中的音速真空0m/s （也就是不能傳播）空氣（15 C） 340m/s空氣（25 C） 346m/s軟木500m/s煤油（25 C） 1324m/s蒸儲(chǔ)水（25 ） 1497m/s海水（25C） 1531m/s銅（棒）3750m/s大理石3810m/s鋁（棒）5000m/s鐵（棒）5200m/s音速也叫 聲速”，指聲波在媒質(zhì)（介質(zhì)）中傳播的 迎夏。其大小因媒質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)而異。一般說來， 音速的數(shù)值在 竺匹中比在這生中大，在液體

8、中又比在氣體中大?？諝庵械囊羲?，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下約為 340米/秒，或1224公里/小時(shí)。音速的大小還隨大氣溫度的變化而變化，在對(duì)流層中，高度升高時(shí)，氣 溫下降，音速減小。在 平流層下部,氣溫不隨高度而變,音速也不變，為 295.2米/秒?？諝饬鲃?dòng)的規(guī)律 和飛機(jī)的空氣動(dòng)力特性，在飛行速度小于音速和大于音速的情況下，具有質(zhì)的差別，因此，研究航空器在 大氣中的運(yùn)動(dòng)，音速是一個(gè)非常重要的基準(zhǔn)值。例子以音叉為例,我們敲打音叉之后，音叉產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)中的音叉會(huì)來回推撞周圍的空氣，使得空氣的 壓力時(shí)高時(shí)低，而使得空氣分子產(chǎn)生密部和疏部的變化，并藉由分子間的碰撞運(yùn)動(dòng)向外擴(kuò)散出去，音叉的 聲波也就向外傳出了

9、。聲波在傳遞時(shí)，空氣分子的振動(dòng)方向和波的傳遞方向是相同的，我們把這種波叫做縱波”。像空氣這種可以傳遞聲波的物質(zhì)，我們把它們叫做介質(zhì)”。聲波一定要有介質(zhì)才能傳遞出去，如果真空狀態(tài)，聲波沒有了傳播的媒質(zhì)，就無法聽到聲音了除了空氣可以傳遞聲音之外，液體（像水 卜固體（像木材、玻璃、鋼鐵）等等，也都是聲音的介質(zhì)， 而且因?yàn)橐后w、固體的分子排列得較緊密，因此傳遞聲音的速度都比空氣來得快。聲音在水中的速度大約 是在空氣中的五倍，在鋼中則比空氣中快上將近二十倍。日常生活中，聲音大都藉由空氣傳播，歷史上第一次測(cè)出空氣中的聲速，是在公元1708年的時(shí)候。當(dāng)時(shí)一位英國(guó)人德罕姆站在一座教堂的頂樓，注視著十九公里外正

10、在發(fā)射的大炮，他計(jì)算大炮發(fā)出閃光后 到聽見轟隆聲之間的時(shí)間，經(jīng)過多次測(cè)量后取平均值，得到與現(xiàn)在相當(dāng)接近的聲速數(shù)據(jù)在20 c時(shí)，每秒可跑343米。影響音速的因素從聲源發(fā)出的聲波以一定的速度向周圍傳播，意味著聲波的能量也以一定的速度向周圍傳播。目前所知，聲波能夠在所有物質(zhì)（除 要室外）中傳播。其傳播速度由傳聲介質(zhì)的某些物理性質(zhì)，主要是力學(xué)性質(zhì) 所決定。例如，音速與介質(zhì)的 密度和彈性性質(zhì)有關(guān),因此也隨介質(zhì)的 遢度、壓強(qiáng)等狀態(tài)參量而改變。氣體 中音速每秒約數(shù)百米，隨溫度升高而增大，0c時(shí)空氣中音速為 331 . 4米/秒，15c時(shí)為340米/秒，溫度每升高1C,音速約增加0. 6米/秒。通常，固體介質(zhì)中音速最大，液體介質(zhì)中的音速較小，氣體介質(zhì) 中的音速最小。另外，不均勻介質(zhì)中的音速處處不等。各向異性介質(zhì)中的音速隨傳播方向而異。在有些情況下音速還與聲