開啟主選單

求真百科

來自 孔夫子舊書網 的圖片

狀態方程是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的科技類名詞術語。

中國,從來就是一個文化底蘊極度豐富的國家,中國的文字,更是凝聚着中國的文化精魂[1]。中國最早出現的和文字相關的文化記憶就是倉頡造字,小小的文字中蘊藏了無限的文化[2],然後就出現了最初的甲骨文

目錄

名詞解釋

狀態方程,亦稱「物態方程」。均勻物質系統處於熱力學平衡態時,其質量m、體積V、壓力p和溫度T間的關係式,即V=mf(T,p)。若只用強度性質來表達,則上式變為Vm=F(T,p),式中Vm­是摩爾體積或比容。例如,理想氣體的狀態方程式是:pVm=RT,式中R是氣體常數。對實際氣體、液體和固體物質來說,p、Vm、T之間也有確定的關係式,但形式較複雜。對多組分均勻系統來說,狀態方程式為:Vm=f(T,p,x1,x2…),式中x1,x2…分別為組分1、組分2…的摩爾分數。從物質的分子結構觀點來看,狀態方程式決定於物質分子的熱運動和相互作用力。目前各種物質的狀態方程式主要由實驗來建立,也有用各種參數估計法來建立的。應用狀態方程式可對Vm、T、p、x1、x2…進行相互換算,並導出具體物質系統的熱力學性質。例如,恆壓熱容Cp與恆容熱容CV之差等於,其中兩個偏導數就可由狀態方程式來求得。

(1)理想氣體的狀態方程:

物質在平衡狀態下p-V-T關係的數學方程。當壓力足夠低時,各種氣體的p-V-T關係存在簡單的規律。1661年,英國化學和物理學家R.玻意耳根據實驗得出結論:在恆溫下,一定量氣體的體積與壓力成反比。這一規律,後稱玻意耳定律。1802年,法國化學家J.-L.蓋-呂薩克發現:在恆壓下一定量氣體的體積與絕對溫度成正比,後稱蓋呂薩克定律。1811年,意大利物理學家A.阿伏伽德羅提出:在恆溫恆壓下,同體積任何氣體的摩爾數相同,後稱阿伏伽德羅定律。

由這三個定律導出理想氣體狀態方程:pVm=RT。

式中R為摩爾氣體常數,其值為8.3144J/(mol·K);p、T和Vm分別為壓力、絕對溫度和摩爾體積。此式亦可根據對理想氣體的假設(分子間無作用力,分子本身體積可忽略),由氣體分子運動理論導出。

低壓下的實際氣體接近於理想氣體。壓力升高時,實際氣體的p-V-T關係都會偏離理想氣體狀態方程。隨着化肥工業、石油化工等的發展,高壓過程的應用日趨增多,促進了實際氣體狀態方程的研究。這種狀態方程迄今已提出了幾百個,但僅有十多個得到廣泛應用。所有實際氣體狀態方程在壓力趨於零時,都還原為理想氣體狀態方程。狀態方程的研究可用理論方法和半經驗方法,各自得到相應的狀態方程。

參考文獻