波义耳,查尔斯&吕萨克定律从理想气体定律
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理想气体定律和阿伏伽德罗常数
阿伏伽德罗常数NA而言,我们可以把摩尔数n写成:
- n = n / NA
N代表气体分子的总数和NA = 6.02 x 1023分子/摩尔。我们在第一部分发现理想气体定律可以写成:
- PV = nRT
用1到2收益率:
- PV = N / NART
我们甚至可以简化方程进一步使用玻耳兹曼的供给量。玻尔兹曼常数的定义是:
- k = R / NA
这是1.38 x 10-23 J / K在SI单位。然后方程3就变成:
- PV = NkT
这是另一个标准的写作理想气体状态方程的方法。
另一种形式
并不总是需要使用分子的数目或玻耳兹曼常数。
在这种情况下,理想气体定律也通常写成:
- P1V1 / T1 = P2V2 / T2
P1, V1,和T1是气体的原始值,而P2, V2, T2代表其最终值。
我们可以用方程6获得波义耳,查理和吕萨克定律。为此,我们考虑等温、等压和等容的热力学过程。
波义耳氏定律的推导
等温
等温意味着温度是恒定的。当我们这样做时,T1 = T2 = T,因此:
- P1V1 / T = P2V2 / T
Ts取消,我们只剩下波义耳定律P1V1 = P2V2。
查理定律的推导
等压
等压意味着压力是恒定的,因此P1, P2 = P,给我们:
- pv / T1 =兵/ T2
Ps取消,剩下查理定律V1 / T1 = V2 / T2。
吕萨克定律的推导
等体积的
最后,在体积恒定等体积的方法,这样V1 = V2 = V,因此我们有:
- P1V / T1 = pv2 / T2
Vs取消,给我们吕萨克定律P1 / T1 = P2 / T2。
引用
道格拉斯Giancoli物理的科学家和工程师
韩礼德的物理基础、雷斯尼克和沃克
图片致谢
理想气体定律从www.EngineersEdge.com
资源
这篇文章是系列的一部分:理想气体定律
本系列提供了一个小学,non-calculus介绍理想气体定律为基础,包括它的起源的一个帐户以及如何使用它来得到波义耳,查理和吕萨克定律。