理想气体为什么没有分子势能(岳春阳)
理想气体是理想的简化模型。当假设忽略分子力时,其未来能量不再与气体体积有关,而只与气体温度有关。这样研究就简单多了。当然实际气体不是这样,但在一定条件下还是相当接近理想气体的。
一.性质
1.与气体体积相比,分子体积可以忽略不计;
2.分子之间没有相互吸引;
3.分子之间以及分子与壁之间的碰撞不会造成动能损失;
4.在容器中,不碰撞时考虑匀速运动,气体分子碰撞时发生速度交换,没有动能损失;
5.理想气体的内能是分子动能的总和。
二、推导
指克莱佩龙方程起源的三个实验定律:玻尔-马定律、查理定律和盖·吕萨克定律,以及直接结论pV/T=测量。
玻意耳-埃德姆·马略特定律:在等温过程中,一定质量气体的压力与其体积成反比。即当温度不变时,压力和体积的乘积为常数。也就是说,P1 v1 = p2 v2。
查理定律:在恒压条件下,一定质量的气体温度升高(或降低)1℃时,其体积增加(或降低)0℃时体积的1/273。也就是V1/T1=V2/T2。
盖·吕萨克定律:当一定质量的气体有一定体积时,其压力与热力学温度成正比。即P1/T1=P2/T2或pt = p′0(1+t/273),其中p′0为0℃,t为摄氏度。
结合以上三个定律,就可以得到pV/T=了,这就是所谓的联合气体方程。在此基础上,加入avogadro定律,即V/n=常数(n代表摩尔数),得到Clapeyron方程。