气体常数基本概况

Python与开源GIS

气体常数基本概况

2016-11-15 作者: xuzhiping 浏览: 3849 次

摘要: 气体常数 r=rmm,为每kg理想气体的气体常数,随气体的分子量变化而变化,m为每千摩尔气体质量,而rm是每千摩尔理想气体的气体常数,称为通用气体常数,也称普适气体恒量,不会随气体的分子量变化而改变   理想气体状态方程:pV=nRT   已知标准状况下,1m...

气体常数

r=rmm,为每kg理想气体的气体常数,随气体的分子量变化而变化,m为每千摩尔气体质量,而rm是每千摩尔理想气体的气体常数,称为通用气体常数,也称普适气体恒量,不会随气体的分子量变化而改变  

理想气体状态方程:pV=nRT  

已知标准状况下,1mol理想气体的体积约为22.4L  把p=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L代进去  得到R约为8.314,单位我就不写了  玻尔兹曼常数的定义就是k=R/Na 

克拉伯龙方程式通常用下式表示:PV=nRT……①  

P表示压强、V表示气体体积、n表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体常数。所有气体R值均相同。如果压强、温度和体积都采用国际单位(SI),R=8.314帕·米3/摩尔·K。如果压强为大气压,体积为升,则R=0.0814大气压·升/摩尔·K。 理想气体状态方程:pV=nRT  

已知标准状况下,1mol理想气体的体积约为22.4L  把p=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L代进去  得到R约为8.314,单位我就不写了  玻尔兹曼常数的定义就是k=R/Na  

因为n=m/M、ρ=m/v(n—物质的量,m—物质的质量,M—物质的摩尔质量,数值上等于物质的分子量,ρ—气态物质的密度),所以克拉伯龙方程式也可写成以下两种形式:  

Pv=m/MRT……②和PM=ρRT……③  

以A、B两种气体来进行讨论。  

(1)在相同T、P、V时:   根据①式:nA=nB(即阿佛加德罗定律)   摩尔质量之比=分子量之比=密度之比=相对密度)。若mA=mB则MA=MB。  

(2)在相同T·P时:   体积之比=摩尔质量的反比;两气体的物质的量之比=摩尔质量的反比)  

物质的量之比=气体密度的反比;两气体的体积之比=气体密度的反比)。  

(3)在相同T·V时: 

摩尔质量的反比;两气体的压强之比=气体分子量的反比)。  

阿佛加德罗定律推论  

一、阿佛加德罗定律推论

我们可以利用阿佛加德罗定律以及物质的量与分子数目、摩尔质量之间的关系得到以下有用的推论:  

(1)同温同压时:①V1:V2=n1:n2=N1:N2 ②ρ1:ρ2=M1:M2 ③ 同质量时:V1:V2=M2:M1  

(2)同温同体积时:④ p1:p2=n1:n2=N1:N2  ⑤ 同质量时: p1:p2=M2:M1  

(3)同温同压同体积时: ⑥ ρ1:ρ2=M1:M2=m1:m2  

具体的推导过程请大家自己推导一下,以帮助记忆。推理过程简述如下:  

(1)、同温同压下,体积相同的气体就含有相同数目的分子,因此可知:在同温同压下,气体体积与分子数目成正比,也就是与它们的物质的量成正比,即对任意气体都有V=kn;因此有V1:V2=n1:n2=N1:N2,再根据n=m/M就有式②;若这时气体质量再相同就有式③了。  

(2)、从阿佛加德罗定律可知:温度、体积、气体分子数目都相同时,压强也相同,亦即同温同体积下气体压强与分子数目成正比。其余推导同(1)。  

(3)、同温同压同体积下,气体的物质的量必同,根据n=m/M和ρ=m/V就有式⑥。当然这些结论不仅仅只适用于两种气体,还适用于多种气体。  

二、相对密度

在同温同压下,像在上面结论式②和式⑥中出现的密度比值称为气体的相对密度D=ρ1:ρ2=M1:M2。

注意:

①.D称为气体1相对于气体2的相对密度,没有单位。如氧气对氢气的密度为16。

②.若同时体积也相同,则还等于质量之比,即D=m1:m2。   

影响音速的因素

从声源发出的声波以一定的速度向周围传播,意味着声波的能量也以一定的速度向周围传播。目前所知,声波能够在所有物质(除真空外)中传播。其传播速度由传声介质的某些物理性质,主要是力学性质所决定。例如,音速与介质的密度和弹性性质有关,因此也随介质的温度、压强等状态参量而改变。气体中音速每秒约数百米,随温度升高而增大,0℃时空气中音速为331.4米/秒,15℃时为340米/秒,温度每升高1℃,音速约增加0.6米/秒。通常,固体介质中音速最大,液体介质中的音速较小,气体介质中的音速最小。另外,不均匀介质中的音速处处不等。各向异性介质中的音速随传播方向而异。   在有些情况下音速还与声波本身的振幅、频率、振动方式(纵波声速、横波声速等)有关。如果传播介质的尺寸不够大,则其边界对音速也有影响。因此为了使音速的量值确切地表征传声介质的声学特征,不受其几何形状的影响,一般须规定传声介质的尺寸足够大(理论上为无限大)情况下的声波传播速度。有时为了实用上的方便,也列出某些特殊情况下的音速,如固体细棒中的音速。 

一些介质中的音速 

真空 0m/s(也就是不能传播)  空气(15℃)340m/s  空气(25℃)346m/s  软木 500m/s   煤油(25℃)1324m/s  蒸馏水(25℃)1497m/s  海水(25℃)1531m/s  铜(棒)3750m/s  大理石 3810m/s  铝(棒)5000m/s  铁(棒)5200m/s  

音速也叫“声速”,指声波在媒质(介质)中传播的速度。其大小因媒质的性质和状态而异。一般说来,音速的数值在固体中比在液体中大,在液体中又比在气体中大。空气中的音速,在标准大气压条件下约为340米/秒,或1224公里/小时。音速的大小还随大气温度的变化而变化,在对流层中,高度升高时,气温下降,音速减小。在平流层下部,气温不随高度而变,音速也不变,为295.2米/秒。空气流动的规律和飞机的空气动力特性,在飞行速度小于音速和大于音速的情况下,具有质的差别,因此,研究航空器在大气中的运动,音速是一个非常重要的基准值。

关注“开源集思”公众号
获取免费资源

随机推荐


Copyright © from 2014. 开源地理空间基金会中文分会 吉ICP备05002032号

Powered by TorCMS

OSGeo 中国中心 邮件列表

问题讨论 : 要订阅或者退订列表,请点击 订阅

发言 : 请写信给: osgeo-china@lists.osgeo.org