理想气体定律

1. 测量样品体积

1. 小心清洁样品并将其干燥。
2. 用足够的蒸馏水填充高精度量筒，使水量足以浸没样品。记录初始体积。
3. 将样品放入水中，记录体积变化。此变化值即为样品的体积 V。
4. 取出样品并将其干燥。注意：也可测量样品的边长（或各边长），并通过几何方法计算其体积。

2. 将样品放入天平中

1. 将样品悬挂于磁悬浮天平上。
2. 在样品周围安装压力/温度腔室。
3. 对样品环境抽真空，并用氢气重新充气至 1 bar。
4. 在 1 bar 和室温条件下测量样品重量，记为 w_00.

3. 在室温下测量样品重量随压力的变化

1. 将样品环境中的压力升高或降低至 P_i0。
2. 使样品环境达到平衡。
3. 测量样品的重量 w_i0。
4. 重复步骤 3.1–3.3 多次。

4. 在不同温度下测量样品重量随压力的变化

1. 将温度设定为 T_j 并使其达到平衡。
2. 将氢气压力调节至 1 bar。
3. 在 1 bar 和 T_j 下测量样品质量，记为 w_0j。
4. 将压力升高或降低至 P_ij，并使其达到平衡。
5. 测量样品质量，记为 w_ij。
6. 重复步骤 4.4–4.5 多次。
7. 根据需要重复步骤 4.1–4.6。

5. 计算理想气体常数

1. 整理测量值 {T_j, P_ij 和 w_ij}，其中 P_0j 恒为 1 bar，T₀ 为测得的室温。
2. 使用公式 6和公式 7计算并整理在每个温度 T_j 下的差值 Δw_ij 和 ΔP_ij。
   Δw_ij = w_ij - w_0j（公式 6）
   ΔP_ij = P_ij - P_0j = P_ij - 1 bar（公式 7）
3. 对每次测量计算 R_ij，并对所有数值取平均以确定理想气体常数 R。或者，将 ΔP_ij 与 V 的乘积作为 Δw_ij（除以分子量 MW）与 T_j 的乘积的函数作图，并进行线性回归分析以确定斜率 R（公式 8 和 公式 9）。对于氢气，MW = 2.016 g/mol。
   ΔP V = Δn RT （公式 8）
   （公式 9）