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变量与状态方程
1.4
纯物质的物态由体积 V、压力 p、温度 T 以及物质的量 n 定义。
这些状态变量可分为广延量(随样品分割而减小)和强度量(不随样品大小而改变,保持恒定)。
这些变量通过一个称为状态方程的公式相互关联;任一物理量的变化都会引起其他变量的变化。
例如,考虑一个在室温下具有特定初始压强和体积的气体钢瓶。加热该气体钢瓶会增加气体分子的能量,导致分子更频繁且更剧烈地发生碰撞。这会增大对容器壁的压强,在足够高的温度下可能导致容器破裂。
对于理想气体,这种关系由理想气体方程表示,其中忽略了分子大小和分子间相互作用。对于一定量的气体,固定任意两个变量会自动确定第三个变量。
然而,真实气体需要更复杂的方程,例如范德华方程,以考虑分子间作用力和实际分子大小。
纯物质的物态可以通过某些状态变量来定义,例如体积(V)、压强(p)、温度(T)和物质的量(n)。当两种气体被一个可移动的壁隔开时,压强较高的气体会自然地压缩压强较低的气体。这导致高压气体膨胀,低压气体被压缩,直到两种气体达到力学平衡。此时,它们的压强相等,壁的移动停止。
压力计用于测量容器内气体样品的…