气态方程的定义及微观解释？

Answer 1

定义
严格遵从气态方程(PV=(m/M)RT=nRT)的气体，叫做理想气体(Ideal gas)。从微观角度来看是指：分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体，称为是理想气体。

扩展
理想气体应该是这样的气体：

1、分子体积与气体体积相比可以忽略不计；

2、分子之间没有相互吸引力；

3、分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失。

说明

1、理想气体又称“完全气体”(perfect gas)。是理论上假想的一种把实际气体性质加以简化的气体。人们把假想的，在任何情况下都严格遵守气体三定律的气体称为理想气体。就是说：一切实际气体并不严格遵循这些定律，只有在温度较高，压强不大时，偏离才不显著。所以一般可认为温度不低于0℃，压强不高于1.01×10^5Pa时的气体为理想气体。

2、理想气体是一种理想化的模型，实际并不存在。实际气体中，凡是本身不易被液化的气体，它们的性质很近似理想气体，其中最接近理想气体的是氢气和氦气。一般气体在压强不太大、温度不太低的条件下，它们的性质也非常接近理想气体。因此常常把实际气体当作理想气体来处理。这样对研究问题，尤其是计算方面可以大大简化。

3、当气体处于高压、低温条件下，它们的状态变化就较显著地偏离气态方程，对方程需要按实际情况加以修正。修正的方法很多，常用的一种修正方程叫做范德瓦耳斯方程。它是以考虑分子间的相互作用以及分子本身的体积为前提，对理想气体状态方程进行修正的。

在各种温度、压强的条件下，其状态皆服从方程pV=nRT的气体。又称完美气体。它是实际气体在压强不断降低情况下的极限，或者说是当压强趋近于零时所有气体的共同特性，即零压时所有实际气体都具有理想气体性质。pV=nRT称为理想气体状态方程，或称理想气体定律。在n、T一定时，则pV=常数，即其压强与体积成反比，这就是波义耳定律（Boyle's law)。若n、p一定，则V/T=常数，即气体体积与其温度成正比，就是盖·吕萨克定律（Gay-Lussac's law)。理想气体在理论上占有重要地位，而在实际工作中可利用它的有关性质与规律作近似计算。

理想气体状态方程式的推导过程
首先对于同样摩尔质量n=1的气体
有三个方程，PV=C1,P/T=C2,V/T=C3
然后三个相乘，有(PV/T)^2=C1*C2*C3
所以PV/T=根号（C1*C2*C3）=C（C为任意常数）
然后取一摩尔的任意气体，测出P，V，T，算出常数C，
例如在0度，即T＝273K，此时大气压若为P＝P0，则V＝22.4 L,
算出 定之为R，然后，当n增大后，保持P、T不变，则V'变为n*V,所以有PV'=P(nV)=nRT

状态方程的应用

1．求平衡态下的参数
2．两平衡状态间参数的计算
3．标准状态与任意状态或密度间的换算
4．气体体积膨胀系数

理想气体对外膨胀可以分为两种情况：一、理想气体周围有其他物体。二、理想气体自由膨胀，即周围没有其他物体。第一种情况下，理想气体做功。第二种情况下，不做功。如果两个容器相连，其中一个容器内充满理想气体，另一个容器内是真空，将两个容器相连后理想气体膨胀充满两个容器，此时，理想气体不做功。一般情况下，如不做特别说明，则认为气体对外膨胀做功。

一般情况下 ,理想气体状态方程的常用形式有两种 :PVT =P′V′T′ ①PV =mμRT②当某种理想气体从一个平衡态变化到另一个平衡态时 ,只要变化前后气体的质量没有增减 ,用①式解题比较方便。当所研究的气体涉及到质量和质量变化问题时 ,用②式求解比较简便。但在教学应用中发现 ,学生普遍对理想气体状态方程 PVT =恒量中“恒量”的物理意义理解不深 ,进而对玻意耳—马略特定律、盖·吕萨克定律、查理定律的认识也欠深刻 ,对一些稍加变形的气态方程问题求解困难。在克服物理教学中这一难点时 ,应从分析气体定律中“恒量”的物理…