气体实验定律

关于气体热学行为的5个基本实验定律

气体实验定律（experimental laws of gas）,即关于气体热学行为的5个基本实验定律，也是建立理想气体概念的实验依据。这5个定理分别是：①玻意耳定律、②查理定律、③盖吕萨克定律、④阿伏加德罗定律、⑤道尔顿分压定律。

①玻意耳定律

⑴内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。

⑵公式：pv=C或p1v1=p2v2

⑶条件：一定质量的气体在P—V图上的等温线是一条双曲线

②查理定律

一定质量的气体，当体积保持不变时，它的压强p随温度t线性地变化，即p=p0(1+apt)式中p0，p分别是0℃和t℃时气体的压强，ap 是体积不变的气体的压力温度系数。实验测定，各种气体的ap≈1/273°。

实验表明，对空气来说，在室温和大气压下，以上三条定律近似正确，温度越高，压力越低，准确度越高；反之，温度越低，压力越高，偏离越大。(以空气为例，在0℃，若压强为1大气压时体积为1升，即pV等于1大气压·升，则当压力增为500和1000大气压时，pV乘积增为1.34和1.99大气压·升，有明显差别。)另外，同种气体的av、ap都随温度变化，且稍有差别；不同气体的av、ap也略有不同。温度越高，压力越低，这些差别就小，常温下在压力趋于零的极限情形，对于一切气体，av=ap=1/273.15°。

③盖—吕萨克定律

一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积V随温度t线性地变化，即

V=V0(1+avt)式中V0，V分别是0℃和t℃时气体的体积；av是压力不变时气体的体膨胀系数。实验测定，各种气体的av≈1/273°。

④阿伏加德罗定律

在相同的温度和压力下，1摩尔任何气体都占有同样的体积。在T0=273.15K和p0=1大气压的标准状态下，1摩尔任何气体所占体积为V0=22.41410×10-3米3/摩尔（m3·mol-1）。它也可表述为：在相同的温度和压力下，相同体积的任何气体的分子数(或摩尔数)相等。在标准状态下，单位体积气体的分子数即J.洛喜密脱常量为n0=2.686773×1025m-3，因此，1摩尔气体所含分子数为

NA=6.0221367×10^23 mol-1称为阿伏伽德罗常量。根据摩尔的定义，组成物质系统的基本单元可以是原子，分子，也可以是离子，电子，其他粒子或这些粒子的特定组合。因此，阿伏伽德罗定律也可推广为，1摩尔任何物质所包含的基本单元数都等于阿伏伽德罗常量。

以上讨论限于化学纯气体。

⑤道尔顿分压定律

混合气体的压力等于各成分的分压力之和。某一成分的分压力是指该成分单独存在时（即在与混合气体的温度、体积相同，且与混合气体中所含该成分的摩尔数相等的条件下，以化学纯状态存在时）的压力。

以上5个气体实验定律分别是1662年R·玻意耳、1785年J·A·C·查理、1802年盖吕萨克、1811年A·阿伏加德罗、1802年J·道尔顿提出的。

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