幾種常見的氣態方程及適用條件

摘要:本文闡述了幾種常見的氣態方程及其適用條件，并進行了實例計算。

關鍵詞:常見氣態方程;適用條件;實例計算

中圖分類號:O414.12 文獻標識碼:A 文章編號:1000-8136(2009)30-0003-02

1前言

世界上許多物理學家都致力于氣體的性質和規律的研究，并建立了多種反映氣體的性質和規律的氣態方程。本文將把筆者知道的、了解的幾種常見氣態方程及其適用條件作簡要的闡述。

2幾種常見的氣態方程及適用條件

2.1理想氣態方程及適用條件

理想氣態方程可寫為:P理=

式中，P理:理想氣態方程計算的瓦斯壓強，Pa;

N:容器在中的瓦斯量，mol;

R:摩爾氣體恒量，8.31 Jmol-1k-1;

T:瓦斯的熱力學溫度，K;

T=273+t，t為瓦斯的攝氏溫度，°C;

V:貯存瓦斯容器的容積，m3。

理想氣態方程的適用條件是:瓦斯分子壓強和瓦斯分子體積壓強相互平衡的情況。

實例計算:今有一個容器V為2 m3的容器，容器中貯存的瓦斯量N為25 108 mol，瓦斯溫度T=300 K，(1)問瓦斯分子引力壓強P引和瓦斯分子體積壓強P體各是多少?(2)能否用理想氣態方程來計算瓦斯的壓強?(3)如果能，試用范氏氣態方程來驗證其計算結果的準確性。

解:(1)瓦斯分子引力壓強P引為:

P引= =35 618 000 Pa=35.618 MPa

瓦斯分子體積壓強P體為:

P體=

=35 618 000 Pa=35.618 MPa

(2)由計算結果可見，P引和P體相等，互相平衡，因此，可用理想氣態方程來計算瓦斯的壓強。

(3)理想氣態方程計算的瓦斯壓強P理為:

P理=

范氏氣態方程計算的瓦斯壓強P范為:

P范=

=31 297 000 Pa=31.297 MPa

由計算結果可見，P理與P范相等，所以，P理準確。

2.2引力壓強方程及適用條件

引力壓強方程為:PK=

式中，PK:引力壓強方程計算的瓦斯壓強，Pa;

a:瓦斯分子引力常量，226×10-3 Nm4mol-2;