氣體狀態方程

氣體狀態方程

理想氣體狀態方程,又稱理想氣體定律、普適氣體定律,是描述理想氣體在處於平衡態時,壓強、體積、物質的量、溫度間關係的狀態方程。它建立在玻義耳-馬略特定律、查理定律、蓋-呂薩克定律等經驗定律上。

理想氣體狀態方程(也稱理想氣體定律克拉佩龍方程)是描述理想氣體在處於平衡態時,壓強體積物質的量溫度間關係的狀態方程。它建立在波義耳定律查理定律蓋-呂薩克定律等經驗定律上。
其方程為pV = nRT。這個方程有4個變數:p是指理想氣體的壓力,V為理想氣體的體積,n表示氣體物質的量,而T則表示理想氣體的熱力學溫度;還有一個常量:R為理想氣體常數。可以看出,此方程的變數很多。因此此方程以其變數多、適用範圍廣而著稱。
一定量處於平衡態的氣體,其狀態由pVT刻劃,表達這幾個量之間的關係的方程稱之為氣體的狀態方程,不同的氣體有不同的狀態方程。但真實氣體的方程通常十分複雜,而理想氣體的狀態方程具有非常簡單的形式。
雖然完全理想的氣體並不可能存在,但許多實際氣體,特別是那些不容易液化凝華的氣體(如氫氣氧氣氮氣等,由於氦氣不但體積小、互相之間作用力小、也是所有氣體中最難液化的,因此它是所有氣體中最接近理想氣體的氣體。)在常溫常壓下的性質已經十分接近於理想氣體。
此外,有時只需要粗略估算一些數據,使用這個方程會使計算變得方便很多。
理想氣體常數(或稱摩爾氣體常數、普適氣體恆量)的數值隨p和V的單位不同而異,以下是幾種常見的表述:

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